JP2016129025A - Apparatus and methods to communicatively couple field devices to controllers in process control system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for communicatively coupling a field device to a process controller.SOLUTION: A first interface communicates using a first fieldbus communication protocol when coupled to a first field device and communicates using a second fieldbus communication protocol when coupled to the second field device. The apparatus includes a second interface communicatively coupled to a communication processor and a bus in order to encode first information, received from one of the first and second field devices, for communication via a bus using a third communication protocol, and communicate the first information to a controller in a process control system. The bus uses the third communication protocol to communicate second information, received from the other of the first and second field devices.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本開示は、一般に、プロセス制御システムに関し、より具体的には、フィールドデバイスをプロセス制御システムのコントローラに通信的に連結する装置と方法とに関する。   The present disclosure relates generally to process control systems, and more specifically to an apparatus and method for communicatively coupling a field device to a controller of a process control system.

化学、石油、製薬、パルプ及び紙、または他の製造プロセスで使用されるもののようなプロセス制御システムは、通常、少なくとも1つのオペレータワークステーションを含む少なくとも1つのホストと、アナログ、デジタル、またはアナログ/デジタル複合の通信プロトコルを介して通信するように構成された1つまたは複数のフィールドデバイスと、に通信的に連結された1つまたは複数のプロセスコントローラを含む。たとえば、デバイスコントローラ、バルブ、バルブアクチュエータ、バルブポジショナ、スイッチ及びトランスミッタ(たとえば、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、及び化学組成センサ)、またはそれらの組み合わせであり得るフィールドデバイスは、プロセス制御システム内で、バルブを開閉すること、及びプロセスパラメータを測定または推測することなどの機能を実行する。プロセスコントローラは、フィールドデバイスによって行われたプロセス測定結果を示す信号及び/またはフィールドデバイスに関する他の情報を受信し、この情報を使用して制御ルーチンを実装し、バスまたは他の通信ラインを介してフィールドデバイスに送信される制御信号を生成して、プロセス制御システムの動作を制御する。   Process control systems such as those used in chemical, petroleum, pharmaceutical, pulp and paper, or other manufacturing processes typically have at least one host including at least one operator workstation and analog, digital, or analog / One or more process controllers communicatively coupled to one or more field devices configured to communicate via a digital composite communication protocol. For example, field devices, which may be device controllers, valves, valve actuators, valve positioners, switches and transmitters (eg, temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, and chemical composition sensors), or combinations thereof, within a process control system Perform functions such as opening and closing valves and measuring or inferring process parameters. The process controller receives signals indicating process measurements made by the field device and / or other information about the field device and uses this information to implement control routines via the bus or other communication line Control signals sent to the field devices are generated to control the operation of the process control system.

プロセス制御システムは、いくつかの異なる機能を提供し、ポイントツーポイント型(たとえば、1つのフィールドデバイスがフィールドデバイスバスに通信的に連結される)またはマルチドロップ型(たとえば、複数のフィールドデバイスがフィールドデバイスバスに通信的に連結される)の配線接続構成の2線インターフェースを使用して、または無線通信を用いて、プロセスコントローラに通信的に連結されることが多い、複数のフィールドデバイスを含むことができる。いくつかのフィールドデバイスは、比較的簡単なコマンド及び/または通信(たとえば、ONコマンド及びOFFコマンド)を使用して動作するように構成されている。他のフィールドデバイスは、より複雑であり、より多くのコマンド及び/またはより多くの通信情報を必要とし、それには、簡単なコマンドを含むこともあり、含まないこともある。たとえば、より複雑なフィールドデバイスは、アナログ値に重ねられたデジタル通信を有するアナログ値を、たとえば、Highway Addressable Remote Transducer(「HART」)通信プロトコルを使用して伝えることができる。他のフィールドデバイスは、完全にデジタル通信(たとえば、FOUNDATIONフィールドバス通信プロトコル)を使用することができる。   Process control systems provide several different functions and can be point-to-point (eg, one field device is communicatively coupled to a field device bus) or multi-drop (eg, multiple field devices are fielded). Including a plurality of field devices that are often communicatively coupled to the process controller using a two-wire interface in a wired connection configuration (communicatively coupled to the device bus) or using wireless communication Can do. Some field devices are configured to operate using relatively simple commands and / or communications (eg, ON commands and OFF commands). Other field devices are more complex and require more commands and / or more communication information, which may or may not include simple commands. For example, more complex field devices can communicate analog values with digital communications superimposed on the analog values using, for example, the Highway Addressable Remote Transducer (“HART”) communication protocol. Other field devices can use fully digital communication (eg, FOUNDATION fieldbus communication protocol).

プロセス制御システムでは、各フィールドデバイスは、通常、プロセスコントローラに、1つまたは複数のI/Oカードと各通信媒体(たとえば、2線ケーブル、無線リンク、または光ファイバ)とを介して連結されている。したがって、複数のフィールドデバイスをプロセスコントローラに通信的に連結するために、複数の通信媒体が必要とされる。しばしば、フィールドデバイスに連結された複数の通信媒体は、1つまたは複数のフィールドジャンクションボックスを通って配線され、その場所では、複数の通信媒体は、フィールドデバイスをプロセスコントローラに1つまたは複数のI/Oカードを介して通信的に連結するために使用される多心ケーブルの各通信媒体(たとえば、各2線導体)に連結されている。   In a process control system, each field device is typically coupled to a process controller via one or more I / O cards and respective communication media (eg, two-wire cable, wireless link, or optical fiber). Yes. Accordingly, multiple communication media are required to communicatively couple multiple field devices to the process controller. Often, multiple communication media coupled to a field device are wired through one or more field junction boxes, where multiple communication media connect the field device to the process controller with one or more I's. It is connected to each communication medium (for example, each two-wire conductor) of a multi-core cable used for communication connection via the / O card.

フィールドデバイスをプロセス制御システムのコントローラに通信的に連結する例示的な装置と方法とを説明する。一実施例によると、例示的な装置は、ベースと、ベースに取り外し可能に取り付けられたモジュールとを含む。ベースは、プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたはプロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される第1の物理インターフェースと、プロセス制御システムのコントローラにバスを介して通信的に連結される第2の物理インターフェースとを含む。モジュールは、第1の物理インターフェースが第1のフィールドデバイスに通信的に連結された時に、第1のフィールドデバイスと第1の通信プロトコルを使用して通信する。モジュールは、第1の物理インターフェースが第2のフィールドデバイスに通信的に連結された時に、第2のフィールドデバイスと第2の通信プロトコルを使用して通信する。モジュールは、第3の通信プロトコルを使用するバスを介してコントローラと通信する。第3の通信プロトコルは、第1と第2との通信プロトコルとは異なる。   An exemplary apparatus and method for communicatively coupling a field device to a controller of a process control system is described. According to one embodiment, an exemplary apparatus includes a base and a module removably attached to the base. The base is connected via a bus to a first physical interface communicatively coupled to one of the first field device of the process control system or the second field device of the process control system and the controller of the process control system. And a second physical interface communicatively coupled. The module communicates with the first field device using a first communication protocol when the first physical interface is communicatively coupled to the first field device. The module communicates with the second field device using a second communication protocol when the first physical interface is communicatively coupled to the second field device. The module communicates with the controller via a bus using a third communication protocol. The third communication protocol is different from the first and second communication protocols.

別の実施例によると、例示的な方法は、第1の情報を、プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたはプロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される第1の物理インターフェースを有するベースにおいて、受信することを伴う。例示的な方法は、また、ベースに取り外し可能に取り付けられたモジュールにおいて、第1の通信プロトコルを使用して通信するための第1の情報を符号化することを伴う。第1の物理インターフェースが第1のフィールドデバイスに連結された時に、モジュールに、第1のフィールドデバイスから第2の通信プロトコルを使用して伝えられる第1の情報。第1の物理インターフェースが第2のフィールドデバイスに連結された時に、モジュールに、第2のフィールドデバイスから第3の通信プロトコルを使用して伝えられる第1の情報。第1の通信プロトコルは、第1と第2との通信プロトコルとは別である。方法は、さらに、符号化された第1の情報を、モジュールからベースの第2の物理インターフェースを介して、第1の通信プロトコルを使用するバスを介してコントーラに伝えることを伴う。   According to another embodiment, an example method communicatively couples first information to one of a first field device of a process control system or a second field device of a process control system. Receiving at the base with the first physical interface. The exemplary method also involves encoding first information for communicating using a first communication protocol in a module removably attached to the base. First information communicated to the module using the second communication protocol from the first field device when the first physical interface is coupled to the first field device. First information communicated to the module from the second field device using a third communication protocol when the first physical interface is coupled to the second field device. The first communication protocol is different from the first and second communication protocols. The method further involves communicating the encoded first information from the module through the base second physical interface to the controller via the bus using the first communication protocol.

さらに別の実施例によると、例示的な装置は、プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたはプロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される、第1のインターフェースを含む。第1のインターフェースは、第1のフィールドデバイスに連結された時に、第1のフィールドバス通信プロトコルを使用して通信し、第2のフィールドデバイスに連結された時に、第2のフィールドバス通信プロトコルを使用して通信する。例示的な装置は、第1のインターフェースに通信的に連結された通信プロセッサを含む。通信プロセッサは、第1と第2とのフィールドバス通信プロトコルとは異なる第3の通信プロトコルを使用するバスを介した通信のための、第1のフィールドデバイスまたは第2のフィールドデバイスのうちの1つから受信した第1の情報を符号化する。例示的な装置は、第1の情報を、第3の通信プロトコルを使用するバスを介して、プロセス制御システムのコントローラに伝えるために、通信プロセッサとバスとに通信的に連結された第2のインターフェースを含む。バスは、第3の通信プロトコルを使用して、第1のフィールドデバイスまたは第2のフィールドデバイスのうちの他方から受信した第2の情報を伝える。   According to yet another embodiment, the example apparatus is configured to communicate with a first interface device of the process control system or a second field device of the process control system. including. The first interface communicates using the first fieldbus communication protocol when coupled to the first field device and communicates with the second fieldbus communication protocol when coupled to the second field device. Use to communicate. An exemplary apparatus includes a communication processor communicatively coupled to a first interface. The communication processor is one of the first field device or the second field device for communication over a bus using a third communication protocol different from the first and second fieldbus communication protocols. The first information received from one is encoded. The example apparatus includes a second information communicatively coupled to the communication processor and the bus for communicating the first information to the controller of the process control system via the bus using a third communication protocol. Includes an interface. The bus communicates second information received from the other of the first field device or the second field device using a third communication protocol.

例示的なプロセス制御システムを示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example process control system. FIG. ワークステーションとコントローラとI/Oカードとを通信的に連結するために使用され得る、代替的な例示的な実装形態の図である。FIG. 4 is an alternative exemplary implementation that may be used to communicatively couple a workstation, a controller, and an I / O card. ワークステーションとコントローラとI/Oカードとを通信的に連結するために使用され得る、代替的な例示的な実装形態の図である。FIG. 4 is an alternative exemplary implementation that may be used to communicatively couple a workstation, a controller, and an I / O card. ワークステーションとコントローラとI/Oカードとを通信的に連結するために使用され得る、代替的な例示的な実装形態の図である。FIG. 4 is an alternative exemplary implementation that may be used to communicatively couple a workstation, a controller, and an I / O card. 図1Aの例示的なマーシャリングキャビネットの詳細図である。1B is a detailed view of the exemplary marshalling cabinet of FIG. 1A. FIG. 図1Aの例示的なマーシャリングキャビネットを実装するために使用され得る、別の例示的なマーシャリングキャビネットである。1B is another exemplary marshalling cabinet that may be used to implement the exemplary marshalling cabinet of FIG. 1A. 図1Aと図2との例示的なターミネーションモジュールの平面図及び側面図である。FIG. 3 is a plan view and a side view of the exemplary termination module of FIGS. 1A and 2. 図1Aと図2との例示的なターミネーションモジュールの平面図及び側面図である。FIG. 3 is a plan view and a side view of the exemplary termination module of FIGS. 1A and 2. 図1Aと図2と図4と図5と図13A〜図13Bと図14A〜図14Bとの例示的なターミネーションモジュールの詳細ブロック図である。FIG. 14 is a detailed block diagram of the exemplary termination module of FIGS. 1A, 2, 4, 5, 13A-13B, and 14A-14B. 図1Aの例示的なI/Oカードの詳細ブロック図である。1B is a detailed block diagram of the example I / O card of FIG. 1A. FIG. 図1Aと図2〜6と図13A〜図13Bと図14A〜図14Bとのターミネーションモジュールに関連する、フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を表示するために使用され得る、例示的なラベラーの詳細ブロック図である。An example that may be used to display field device identification information and / or other field device information associated with the termination modules of FIGS. 1A, 2-6, 13A-13B, and 14A-14B It is a detailed block diagram of a simple labeler. ターミネーションモジュールを、互いとフィールドデバイスと通信バスとから電気的に絶縁するために、図1Aの例示的ターミネーションモジュールに関連して実装され得る絶縁回路構成の図である。1B is an illustration of an isolation circuit configuration that can be implemented in connection with the exemplary termination module of FIG. 1A to electrically isolate the termination modules from each other, the field devices, and the communication bus. FIG. 情報を、フィールドデバイスとI/Oカードとの間で伝えるために、図1Aと図2〜6と図13A〜図13Bと図14A〜図14Bとのターミネーションモジュールを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。Examples that can be used to implement the termination modules of FIGS. 1A, 2-6, 13A-13B, and 14A-14B to convey information between a field device and an I / O card. 3 is a flowchart of a typical method. 情報を、フィールドデバイスとI/Oカードとの間で伝えるために、図1Aと図2〜6と図13A〜図13Bと図14A〜図14Bとのターミネーションモジュールを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。Examples that can be used to implement the termination modules of FIGS. 1A, 2-6, 13A-13B, and 14A-14B to convey information between a field device and an I / O card. 3 is a flowchart of a typical method. 情報を、ターミネーションモジュールとワークステーションとの間で伝えるために、図1AのI/Oカードを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。1B is a flowchart of an exemplary method that may be used to implement the I / O card of FIG. 1A to convey information between a termination module and a workstation. 情報を、ターミネーションモジュールとワークステーションとの間で伝えるために、図1AのI/Oカードを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。1B is a flowchart of an exemplary method that may be used to implement the I / O card of FIG. 1A to convey information between a termination module and a workstation. ターミネーションモジュールに通信的に連結されたフィールドデバイスに関連する情報を読み出し、表示するために、図2と図3と図6と図8とのラベラーを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。An example method that can be used to implement the labelers of FIGS. 2, 3, 6, and 8 to retrieve and display information related to field devices communicatively coupled to a termination module. It is a flowchart. 例示的なProfibus PAプロセスエリアと例示的なFOUNDATIONフィールドバスH1(FF−H1)プロセスエリアとに関して本明細書で開示する教示を実装する前後の、別の例示的なプロセス制御システムを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating another example process control system before and after implementing the teachings disclosed herein with respect to an example Profibus PA process area and an example FOUNDATION fieldbus H1 (FF-H1) process area. is there. 例示的なProfibus PAプロセスエリアと例示的なFOUNDATIONフィールドバスH1(FF−H1)プロセスエリアとに関して本明細書で開示する教示を実装する前後の、別の例示的なプロセス制御システムを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating another example process control system before and after implementing the teachings disclosed herein with respect to an example Profibus PA process area and an example FOUNDATION fieldbus H1 (FF-H1) process area. is there. 対応するターミネーションモジュールに通信的に連結された2つのFF−H1準拠フィールドデバイスのピアツーピア通信の、代替的な例示的な実装形態の図である。FIG. 6 is an alternative exemplary implementation of peer-to-peer communication of two FF-H1-compliant field devices communicatively coupled to corresponding termination modules. 対応するターミネーションモジュールに通信的に連結された2つのFF−H1準拠フィールドデバイスのピアツーピア通信の、代替的な例示的な実装形態の図である。FIG. 6 is an alternative exemplary implementation of peer-to-peer communication of two FF-H1-compliant field devices communicatively coupled to corresponding termination modules. ターミネーションモジュールに接続された対応するフィールドデバイスに関連する通信プロトコルを自動的に検出するために、図1Aと図2〜6と図13A〜図13Bと図14A〜図14Bとのターミネーションモジュールを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートである。Implement the termination modules of FIGS. 1A, 2-6, 13A-13B, and 14A-14B to automatically detect communication protocols associated with corresponding field devices connected to the termination module. 2 is a flowchart of an exemplary method that may be used for 本明細書で説明する例示的なシステムと方法とを実装するために使用され得る、例示的なプロセッサシステムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an example processor system that may be used to implement the example systems and methods described herein.

以下は、他の構成要素の中でも得に、ハードウェア上で実行されるソフトウェア及び/またはファームウェアを含む例示的な装置とシステムとを説明しているが、そのようなシステムが単に例示であり、限定するものとして見なされるべきでないということに留意すべきである。たとえば、これらのハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素とファームウェア構成要素とのうちの一部または全部が、ハードウェアだけで、ソフトウェアだけで、またはハードウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせで具体化され得る、ということが考慮される。したがって、以下は、例示的な装置とシステムとを説明するが、提供される実施例がそのような装置とシステムとを実装する唯一の方法でないということを、当業者は容易に理解する。   The following describes exemplary devices and systems, including software and / or firmware running on hardware, among other components, but such systems are merely exemplary, It should be noted that it should not be regarded as limiting. For example, some or all of these hardware components, software components, and firmware components may be embodied in hardware alone, software alone, or any combination of hardware and software. Is considered. Accordingly, while the following describes exemplary devices and systems, those skilled in the art will readily appreciate that the examples provided are not the only way to implement such devices and systems.

例示的なプロセス制御システムは、制御室(たとえば、図1Aの制御室108)と、プロセスコントローラエリア(たとえば、図1Aのプロセスコントローラエリア110)と、ターミネーションエリア(たとえば、図1Aのターミネーションエリア140)と、1つまたは複数のプロセスエリア(たとえば、図1Aのプロセスエリア114及びプロセスエリア118)とを含む。プロセスエリアは、特定のプロセス(たとえば、化学プロセス、石油プロセス、製薬プロセス、パルプ及び紙プロセス、など)を実行することに関連する動作(たとえば、バルブを制御すること、モータを制御すること、ボイラを制御すること、監視すること、パラメータを測定すること、など)を実行する、複数のフィールドデバイスを含む。いくつかのプロセスエリアは、厳しい環境条件(たとえば、比較的高温、浮遊毒素、危険な放射線レベル、など)のために、人間がアクセスすることができない。制御室は、通常、1つまたは複数のワークステーションを、人間が安全にアクセスすることができる環境内に含む。ワークステーションは、たとえば、変数値、プロセス制御機能、などを変更することによって、ユーザ(たとえば、エンジニア、オペレータ、など)がプロセス制御システムの制御動作にアクセスすることができる、ユーザアプリケーションを含む。プロセス制御エリアは、制御室内のワークステーションに通信的に連結された、1つまたは複数のコントローラを含む。コントローラは、ワークステーションを介して実装されたプロセス制御戦略を実行することによって、プロセスエリア内のフィールドデバイスの制御を自動化する。例示的なプロセス戦略は、圧力を圧力センサフィールドデバイスを使用して測定することと、圧力測定に基づいて、フローバルブを開閉するバルブポジショナにコマンドを自動的に送信することと、を伴う。ターミネーションエリアは、コントローラがプロセスエリア内のフィールドデバイスと通信することを可能にする、マーシャリングキャビネットを含む。具体的には、マーシャリングキャビネットは、フィールドデバイスからの信号を整理し、まとめ、またはコントーラに通信的に連結された1つまたは複数のI/Oカードに転送するために使用される、複数のターミネーションモジュールを含む。I/Oカードは、フィールドデバイスから受信した情報をコントローラと互換性のあるフォーマットに変換し、コントローラからの情報をフィールドデバイスと互換性のあるフォーマットに変換する。   An exemplary process control system includes a control room (eg, control room 108 in FIG. 1A), a process controller area (eg, process controller area 110 in FIG. 1A), and a termination area (eg, termination area 140 in FIG. 1A). And one or more process areas (eg, process area 114 and process area 118 of FIG. 1A). The process area includes operations (eg, controlling valves, controlling motors, boilers, etc.) related to performing specific processes (eg, chemical processes, petroleum processes, pharmaceutical processes, pulp and paper processes, etc.). Controlling, monitoring, measuring parameters, etc.). Some process areas are not accessible to humans due to severe environmental conditions (eg, relatively high temperatures, airborne toxins, dangerous radiation levels, etc.). A control room typically includes one or more workstations in an environment that can be safely accessed by humans. The workstation includes a user application that allows a user (eg, engineer, operator, etc.) to access the control operations of the process control system, for example, by changing variable values, process control functions, and the like. The process control area includes one or more controllers communicatively coupled to workstations in the control room. The controller automates control of field devices in the process area by executing a process control strategy implemented via the workstation. An exemplary process strategy involves measuring pressure using a pressure sensor field device and automatically sending commands to a valve positioner that opens and closes a flow valve based on the pressure measurement. The termination area includes a marshalling cabinet that allows the controller to communicate with field devices in the process area. Specifically, the marshalling cabinet organizes the signals from the field devices, organizes them, or transmits them to one or more I / O cards that are communicatively coupled to a controller. Includes modules. The I / O card converts information received from the field device into a format compatible with the controller, and converts information from the controller into a format compatible with the field device.

プロセス制御システム内のフィールドデバイスをコントローラに通信的に連結するために使用され、知られている技術は、各フィールドデバイスと、コントローラ(たとえば、プロセスコントローラ、プログラム可能論理コントローラ、など)に通信的に連結された各I/Oカードとの間で、別々のバス(たとえば、ワイヤ、ケーブル、または回路)を使用することを伴う。I/Oカードは、コントーラを、異なるデータタイプまたは信号タイプ(たとえば、アナログイン(AI)データタイプ、アナログアウト(AO)データタイプ、ディスクリートイン(DI)データタイプ、ディスクリートアウト(DO)データタイプ、デジタルインデータタイプ、及びデジタルアウトデータタイプ)と異なるフィールドデバイス通信プロトコルとに関連する複数のフィールドデバイスに、コントローラとフィールドデバイスとの間で伝えられる情報を翻訳または変換することによって、通信的に連結することを可能にする。たとえば、I/Oカードに、フィールドデバイスに関連するフィールドデバイス通信プロトコルを使用して、情報をフィールドデバイスとやり取りするように構成された、1つまたは複数のフィールドデバイスインタフェースを提供することができる。異なるフィールドデバイスインタフェースは、異なるチャネルタイプ(たとえば、アナログイン(AI)チャネルタイプ、アナログアウト(AO)チャネルタイプ、ディスクリートイン(DI)チャネルタイプ、ディスクリートアウト(DO)チャネルタイプ、デジタルインチャネルタイプ、及びデジタルアウトチャネルタイプ)を介して通信する。加えて、I/Oカードは、フィールドデバイスから受信した情報(たとえば、電圧レベル)を、フィールドデバイスを制御することに関連する動作を実行するためにコントローラが使用することができる情報(たとえば、圧力測定値)に変換することができる。知られている技術は、複数のフィールドデバイスをI/Oカードに通信的に連結する、ワイヤまたはバスの束(たとえば、多心ケーブル)を必要とする。各フィールドデバイスをI/Oカードに通信的に連結するために個別のバスを使用する、知られている技術とは異なり、本明細書で説明する例示的な装置及び方法は、複数のフィールドデバイスをターミネーションパネル(たとえば、マーシャリングキャビネット)で終了させ、ターミネーションパネルとI/Oカードとの間で通信的に連結された1つバス(たとえば、導電性通信媒体、光通信媒体、無線通信媒体)を使用して、フィールドデバイスをI/Oカードに通信的に連結することによって、フィールドデバイスをI/Oカードに通信的に連結するために使用され得る。   A known technique used to communicatively couple field devices in a process control system to a controller is communicatively connected to each field device and controller (eg, process controller, programmable logic controller, etc.). This involves using a separate bus (eg, wire, cable, or circuit) between each connected I / O card. The I / O card allows the controller to have different data types or signal types (eg, analog in (AI) data type, analog out (AO) data type, discrete in (DI) data type, discrete out (DO) data type, Digitally in-data type and digital out-data type) and different field device communication protocols associated with different field devices communication protocol by translating or translating information communicated between the controller and field device Make it possible to do. For example, an I / O card can be provided with one or more field device interfaces configured to exchange information with the field device using a field device communication protocol associated with the field device. Different field device interfaces have different channel types (eg, analog in (AI) channel type, analog out (AO) channel type, discrete in (DI) channel type, discrete out (DO) channel type, digital in channel type, and Communicate via digital out-channel type). In addition, the I / O card uses information received from the field device (eg, voltage level) to provide information (eg, pressure) that can be used by the controller to perform operations associated with controlling the field device. Measured value). Known techniques require a bundle of wires or buses (eg, multi-core cables) that communicatively couple multiple field devices to an I / O card. Unlike known techniques that use a separate bus to communicatively couple each field device to an I / O card, the exemplary apparatus and method described herein includes a plurality of field devices. Is terminated with a termination panel (for example, a marshalling cabinet), and one bus (for example, a conductive communication medium, an optical communication medium, a wireless communication medium) communicatively coupled between the termination panel and the I / O card is connected. In use, it can be used to communicatively couple the field device to the I / O card by communicatively coupling the field device to the I / O card.

本明細書で説明する例示的な装置及び方法は、1つまたは複数のターミネーションモジュールを、コントーラに通信的に連結された1つまたは複数のI/Oカードに通信的に連結する、例示的なユニバーサルI/Oバス(たとえば、共通または共用の通信バス)を使用することを伴う。各ターミネーションモジュールは、1つまたは複数の各フィールドデバイスに、各フィールドデバイスバス(たとえば、アナログバスまたはデジタルバス)を使用して通信的に連結されている。ターミネーションモジュールは、フィールドデバイス情報をフィールドデバイスからフィールドデバイスバスを介して受信し、たとえば、フィールドデバイス情報をパケット化し、パケット化情報をI/OカードにユニバーサルI/Oバスを介して伝えることによって、フィールドデバイス情報をI/OカードにユニバーサルI/Oバスを介して伝えるように構成されている。フィールドデバイス情報は、たとえば、フィールドデバイス識別情報(たとえば、デバイスタグ、電子シリアル番号、など)、フィールドデバイス状態情報(たとえば、通信状態、診断ヘルス情報(開ループ、ショート、など))、フィールドデバイス活動情報(たとえば、プロセス変数(PV)値)、フィールドデバイス説明情報(たとえば、バルブアクチュエータ、温度センサ、圧力センサ、フローセンサ、などのフィールドデバイスのタイプまたは機能)、フィールドデバイス接続構成情報(たとえば、マルチドロップバス接続、ポイントツーポイント接続、など)、フィールドデバイスバスまたはフィールドデバイスセグメント識別情報(たとえば、フィールドデバイスがそれを介してターミネーションモジュールに通信的に連結される、フィールドデバイスバスまたはフィールドデバイスセグメント)、及び/またはフィールドデバイスデータタイプ情報(たとえば、特定のフィールドデバイスによって使用されるデータタイプを示すデータタイプ記述子)を含むことができる。I/Oカードは、ユニバーサルI/Oバスを介して受信したフィールドデバイス情報を抽出し、フィールドデバイス情報をコントローラに伝えることができ、コントローラは、その後、後で分析するために、情報の一部または全部を1つまたは複数のワークステーション端末に伝えることができる。   The exemplary apparatus and methods described herein include an exemplary device that communicatively couples one or more termination modules to one or more I / O cards that are communicatively coupled to a controller. It involves using a universal I / O bus (eg, a common or shared communication bus). Each termination module is communicatively coupled to one or more field devices using a respective field device bus (eg, an analog bus or a digital bus). The termination module receives field device information from the field device via the field device bus, for example by packetizing the field device information and passing the packetized information to the I / O card via the universal I / O bus, Field device information is transmitted to the I / O card via a universal I / O bus. Field device information includes, for example, field device identification information (eg, device tag, electronic serial number, etc.), field device status information (eg, communication status, diagnostic health information (open loop, short, etc.)), field device activity Information (eg, process variable (PV) values), field device description information (eg, type or function of a field device such as a valve actuator, temperature sensor, pressure sensor, flow sensor, etc.), field device connection configuration information (eg, multi Drop bus connection, point-to-point connection, etc.), field device bus or field device segment identification information (eg, field device is communicatively coupled to the termination module via it) That, field device bus or field device segment), and / or field device data type information (e.g., can include a data type descriptor) indicating the data type used by a particular field device. The I / O card can extract field device information received via the universal I / O bus and communicate the field device information to the controller, which can then send a portion of the information for later analysis. Or all can be communicated to one or more workstation terminals.

フィールドデバイス情報(たとえば、コマンド、命令、クエリ、閾値活動値(たとえば、閾値PV値)、など)をワークステーション端末からフィールドデバイスに伝えるために、I/Oカードは、フィールドデバイス情報をパケット化し、パケット化フィールドデバイス情報を複数のターミネーションモジュールに伝えることができる。ターミネーションモジュールの各々は、その後、各フィールドデバイス情報を、各I/Oカードから受信したパケット化通信から抽出し、または逆パケット化し、フィールドデバイス情報を各フィールドデバイスに伝えることができる。   To convey field device information (eg, commands, instructions, queries, threshold activity values (eg, threshold PV value), etc.) from the workstation terminal to the field device, the I / O card packetizes the field device information, Packetized field device information can be communicated to multiple termination modules. Each termination module can then extract each field device information from the packetized communication received from each I / O card, or depacketize it, and pass the field device information to each field device.

本明細書で説明する例示の実施例では、ターミネーションパネル(たとえば、マーシャリングキャビネット)は、複数のターミネーションモジュールを受け入れる(たとえば、接続する)ように構成され、複数のターミネーションモジュールの各々は、異なるフィールドデバイスに通信的に連結されている。ターミネーションパネルにおいて、どのターミネーションモジュールがどのフィールドデバイスに接続されているかを示すために、各ターミネーションモジュールは、ターミネーションラベラー(またはタグ付けシステム)を提供されている。ターミネーションラベラーは、電子ディスプレイ(たとえば、液晶ディスプレイ(LCD))と、どのフィールドデバイスが、ターミネーションラベラーに対応するターミネーションモジュールに接続されているかを判断する構成要素とを含む。いくつかの例示的な実装形態では、ディスプレイは、ターミネーションモジュールの代わりにターミネーションパネルに取り付けられる。ディスプレイの各々は、各ターミネーションモジュールソケットに関連して取り付けられる。このようにして、ターミネーションモジュールがターミネーションパネルから取り外された時に、対応するディスプレイは、後から接続されるターミネーションモジュールが使用するために、ターミネーションパネル上に残る。   In the exemplary embodiments described herein, a termination panel (eg, a marshalling cabinet) is configured to accept (eg, connect) a plurality of termination modules, each of the plurality of termination modules being a different field device. Are communicatively linked to. In the termination panel, each termination module is provided with a termination labeler (or tagging system) to indicate which termination module is connected to which field device. The termination labeler includes an electronic display (eg, a liquid crystal display (LCD)) and components that determine which field devices are connected to the termination module corresponding to the termination labeler. In some exemplary implementations, the display is attached to a termination panel instead of a termination module. Each of the displays is attached in association with each termination module socket. In this way, when the termination module is removed from the termination panel, the corresponding display remains on the termination panel for later use by the termination module.

ここで図1Aを参照すると、例示的なプロセス制御システム100は、一般的にアプリケーション制御ネットワーク(ACN)と呼ばれる、バスまたはローカルエリアネットワーク(LAN)106を介して、コントローラ104に通信的に連結されたワークステーション102を含む。LAN106を、所望の通信媒体とプロトコルとを使用して実装することができる。たとえば、LAN106は、有線または無線イーサネット通信プロトコルに基づくことができる。しかしながら、他の適切な有線または無線通信媒体とプロトコルとを使用することができる。ワークステーション102は、1つまたは複数の、情報技術アプリケーション、ユーザ相互作用アプリケーション、及び/または通信アプリケーションに関連する動作を実行するように構成され得る。たとえば、ワークステーション102は、ワークステーション102及びコントローラ104が、所望の通信媒体(たとえば、無線、有線、など)とプロトコル(たとえば、HTTP、SOAP、など)を使用して他のデバイスまたシステムと通信することを可能にする、プロセス制御関連アプリケーションと通信アプリケーションとに関連する動作を実行するように構成され得る。コントローラ104は、システムエンジニアまたは他のシステムオペレータによって、たとえば、ワークステーション102または他のワークステーションを使用して生成され、コントローラ104内にすでにダウンロードされ、インスタンス化されている、1つまたは複数のプロセス制御ルーチンまたは機能を実行するように構成され得る。例示の実施例では、ワークステーション102は制御室108内に位置し、コントローラ104は、制御室108とは別のプロセスコントローラエリア110内に位置している。   Referring now to FIG. 1A, an exemplary process control system 100 is communicatively coupled to a controller 104 via a bus or local area network (LAN) 106, commonly referred to as an application control network (ACN). Workstation 102. The LAN 106 can be implemented using a desired communication medium and protocol. For example, the LAN 106 can be based on a wired or wireless Ethernet communication protocol. However, other suitable wired or wireless communication media and protocols can be used. The workstation 102 may be configured to perform one or more operations related to information technology applications, user interaction applications, and / or communication applications. For example, the workstation 102 allows the workstation 102 and the controller 104 to communicate with other devices or systems using a desired communication medium (eg, wireless, wired, etc.) and protocol (eg, HTTP, SOAP, etc.). It may be configured to perform operations related to process control related applications and communication applications that allow The controller 104 is one or more processes that have been generated by a system engineer or other system operator using, for example, the workstation 102 or other workstation, and have already been downloaded and instantiated in the controller 104. It may be configured to perform a control routine or function. In the illustrated embodiment, workstation 102 is located in control room 108 and controller 104 is located in a process controller area 110 that is separate from control room 108.

例示の実施例では、例示的なプロセス制御システム100は、第1のプロセスエリア114内のフィールドデバイス112a〜cと、第2のプロセス制御エリア118内のフィールドデバイス116a〜cとを含む。情報をコントローラ104と、フィールドデバイス112a〜cと及びフィールドデバイス116a〜cとの間で伝えるために、例示的なプロセス制御システム100は、フィールドジャンクションボックス(FJB)120a〜bとマーシャリングキャビネット122とを提供されている。フィールドジャンクションボックス120a〜bの各々は、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのうちの各1つからの信号を、マーシャリングキャビネット122に転送する。次に、マーシャリングキャビネット122は、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとから受信した情報を整理(たとえば、まとめる、分類する、など)し、フィールドデバイス情報をコントローラ104の各I/Oカード(たとえば、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜b)に転送する。例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122も使用して、コントローラ104のI/Oカードから受信した情報を、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのうちの各1つに、フィールドジャンクションボックス120a〜bを介して転送するように、コントローラ104と、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cとの間の通信は双方向である。   In the exemplary embodiment, exemplary process control system 100 includes field devices 112 a-c in first process area 114 and field devices 116 a-c in second process control area 118. In order to communicate information between the controller 104, the field devices 112a-c, and the field devices 116a-c, the exemplary process control system 100 includes a field junction box (FJB) 120a-b and a marshalling cabinet 122. Is provided. Each of field junction boxes 120a-b forwards signals from each one of field devices 112a-c and field devices 116a-c to marshalling cabinet 122. Next, the marshalling cabinet 122 organizes (eg, summarizes, classifies, etc.) information received from the field devices 112 a-c and the field devices 116 a-c, and stores the field device information in each I / O card of the controller 104. (For example, transfer to I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b). In the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 122 is also used to pass information received from the I / O card of the controller 104 to each one of the field devices 112a-c and field devices 116a-c. Communication between the controller 104 and the field devices 112a-c and field devices 116a-c is bi-directional so as to transfer via 120a-b.

例示の実施例では、電気的導電通信媒体、無線通信媒体、及び/または光通信媒体を介して、フィールドデバイス112a〜cは、フィールドジャンクションボックス120aに通信的に連結され、フィールドデバイス116a〜cは、フィールドジャンクションボックス120bに通信的に連結されている。たとえば、フィールドジャンクションボックス120a〜bは、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの電気トランシーバ、無線トランシーバ、及び/または光トランシーバと通信するために、1つまたは複数の、電気データトランシーバ、無線データトランシーバ、及び/または光データトランシーバを提供されている。例示の実施例では、フィールドジャンクションボックス120bは、フィールドデバイス116cに無線で通信的に連結されている。代替的な例示的な実装形態では、マーシャリングキャビネット122を省略することができ、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとからの信号を、フィールドジャンクションボックス120a〜bからコントローラ104のI/Oカードに直接転送することができる。さらに別の例示的な実装形態では、フィールドジャンクションボックス120a〜bを省略することができ、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとをマーシャリングキャビネット122に直接接続することができる。   In the illustrated embodiment, field devices 112a-c are communicatively coupled to field junction box 120a via electrically conductive communication media, wireless communication media, and / or optical communication media, and field devices 116a-c are The field junction box 120b is communicatively coupled. For example, field junction boxes 120a-b may include one or more electrical data transceivers to communicate with electrical transceivers, wireless transceivers, and / or optical transceivers of field devices 112a-c and field devices 116a-c. Wireless data transceivers and / or optical data transceivers are provided. In the illustrated embodiment, field junction box 120b is wirelessly communicatively coupled to field device 116c. In an alternative exemplary implementation, the marshalling cabinet 122 may be omitted, and signals from the field devices 112a-c and field devices 116a-c may be transmitted from the field junction boxes 120a-b to the controller 104 I / O. Can be transferred directly to the card. In yet another exemplary implementation, field junction boxes 120a-b can be omitted and field devices 112a-c and field devices 116a-c can be directly connected to marshalling cabinet 122.

フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cは、フィールドバス準拠のバルブ、アクチュエータ、センサ、などであることができ、その場合、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cは、よく知られたFOUNDATIONフィールドバス通信プロトコル(たとえば、FF−H1)を使用するデジタルデータバスを介して通信する。もちろん、代わりに、他の種類のフィールドデバイスと通信プロトコルとを使用することができる。たとえば、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cは、代わりに、よく知られたProfibus通信プロトコルとHART通信プロトコルとを使用するデータバスを介して通信する、Profibus(たとえば、Profibus PA)、HART、またはAS−i準拠のデバイスであることができる。いくつかの例示的な実装形態では、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cは、デジタル通信の代わりにアナログ通信またはディスクリート通信を使用して、情報を伝えることができる。加えて、通信プロトコルを使用して、異なるデータタイプに関連する情報を伝えることができる。   Field devices 112a-c and field devices 116a-c can be fieldbus compliant valves, actuators, sensors, etc., in which case field devices 112a-c and field devices 116a-c are well known. Communicate over a digital data bus using the FOUNDATION fieldbus communication protocol (eg, FF-H1). Of course, other types of field devices and communication protocols can be used instead. For example, the field devices 112a-c and the field devices 116a-c instead communicate via a data bus using the well-known Profibus communication protocol and the HART communication protocol, Profibus (eg, Profibus PA), HART. Or an AS-i compliant device. In some exemplary implementations, field devices 112a-c and field devices 116a-c may communicate information using analog or discrete communications instead of digital communications. In addition, communication protocols can be used to convey information related to different data types.

フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの各々は、フィールドデバイス識別情報を記憶するように構成されている。フィールドデバイス識別情報は、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの各々を一意に識別する、物理的デバイスタグ(PDT)値、デバイスタグ名、電子シリアル番号、などであることができる。図1Aの例示の実施例では、フィールドデバイス112a〜cは、フィールドデバイス識別情報を、物理的デバイスタグ値PDT0〜PDT2の形式で記憶し、フィールドデバイス116a〜cは、フィールドデバイス識別情報を、物理的デバイスタグ値PDT3〜PDT5の形式で記憶する。フィールドデバイス識別情報は、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの中に、フィールドデバイスメーカによって、及び/またはフィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの設置に関与するオペレータまたはエンジニアによって、記憶またはプログラムされ得る。   Each of field devices 112a-c and field devices 116a-c is configured to store field device identification information. The field device identification information can be a physical device tag (PDT) value, a device tag name, an electronic serial number, etc. that uniquely identifies each of the field devices 112a-c and field devices 116a-c. In the exemplary embodiment of FIG. 1A, field devices 112a-c store field device identification information in the form of physical device tag values PDT0-PDT2, and field devices 116a-c store field device identification information physically. The device tag values PDT3 to PDT5 are stored. The field device identification information is stored in field devices 112a-c and field devices 116a-c, by field device manufacturers and / or operators or engineers involved in the installation of field devices 112a-c and field devices 116a-c. Can be stored or programmed.

フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとに関連する情報を、マーシャリングキャビネット122内で転送するために、マーシャリングキャビネット122は、複数のターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとを提供されている。ターミネーションモジュール124a〜cは、第1のプロセスエリア114内のフィールドデバイス112a〜cに関連する情報を整理するように構成され、ターミネーションモジュール126a〜cは、第2のプロセスエリア118内のフィールドデバイス116a〜cに関連する情報を整理するように構成されている。図示の通り、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cは、フィールドジャンクションボックス120a〜bに、それぞれの多心ケーブル128aと多心ケーブル128b(たとえば、マルチバスケーブル)とを介して通信的に連結されている。マーシャリングキャビネット122が省かれている代替的な例示的な実装形態では、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cは、フィールドジャンクションボックス120a〜bの各1つの中に設置され得る。   In order to transfer information related to field devices 112a-c and field devices 116a-c within the marshalling cabinet 122, the marshalling cabinet 122 is provided with a plurality of termination modules 124a-c and termination modules 126a-c. ing. The termination modules 124a-c are configured to organize information related to the field devices 112a-c in the first process area 114, and the termination modules 126a-c are field devices 116a in the second process area 118. -C are arranged to organize information related to -c. As illustrated, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c communicate with field junction boxes 120a-b via respective multi-core cables 128a and multi-core cables 128b (eg, multi-bus cables). It is connected. In an alternative exemplary implementation in which marshalling cabinet 122 is omitted, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c may be installed in each one of field junction boxes 120a-b.

図1Aの例示の実施例は、多心ケーブル128a〜b内の各導体または導体ペア(たとえば、バス、ツイストペア通信媒体、2線通信媒体、など)が、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの各1つに一意に関連する情報を通信する、ポイントツーポイント構成を示している。たとえば、多心ケーブル128aは、第1の導体130aと第2の導体130bと第3の導体130cとを含む。具体的には、第1の導体130aは、情報を、ターミネーションモジュール124aとフィールドデバイス112aとの間で通信するように構成された第1のデータバスを形成するために使用され、第2の導体130bは、情報を、ターミネーションモジュール124bとフィールドデバイス112bとの間で通信するように構成された第2のデータバスを形成するために使用され、第3の導体130cは、情報を、ターミネーションモジュール124cとフィールドデバイス112cとの間で通信するように構成された第3のデータバスを形成するために使用される。マルチドロップ配線構成を使用する代替的な例示的な実装形態では、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとの各々は、1つまたは複数のフィールドデバイスに通信的に連結され得る。たとえば、マルチドロップ構成では、ターミネーションモジュール124aは、フィールドデバイス112aと(図示しない)別のフィールドデバイスとに、第1の導体130aを介して通信的に連結され得る。いくつかの例示的な実装形態では、ターミネーションモジュールは、複数のフィールドデバイスと、無線メッシュネットワークを使用して無線で通信するように構成され得る。   The exemplary embodiment of FIG. 1A shows that each conductor or pair of conductors (eg, bus, twisted pair communication medium, two-wire communication medium, etc.) in multi-core cables 128a-b is connected to field device 112a-c and field device 116a- FIG. 2 illustrates a point-to-point configuration that communicates information uniquely associated with each one of c. For example, the multi-core cable 128a includes a first conductor 130a, a second conductor 130b, and a third conductor 130c. Specifically, the first conductor 130a is used to form a first data bus configured to communicate information between the termination module 124a and the field device 112a and the second conductor 130a. 130b is used to form a second data bus configured to communicate information between the termination module 124b and the field device 112b, and a third conductor 130c provides information to the termination module 124c. And a third data bus configured to communicate with the field device 112c. In an alternative exemplary implementation that uses a multi-drop wiring configuration, each of termination modules 124a-c and termination modules 126a-c may be communicatively coupled to one or more field devices. For example, in a multidrop configuration, termination module 124a may be communicatively coupled to field device 112a and another field device (not shown) via first conductor 130a. In some exemplary implementations, the termination module may be configured to communicate wirelessly with a plurality of field devices using a wireless mesh network.

加えて、または代替的に、いくつかの実施例では、(図示しない)第2のフィールドデバイスは、ターミネーションモジュール124aに第1の導体130aを介して、フィールドデバイス112aに加えた冗長、予備、または交換のフィールドデバイスとして、通信的に連結されている。いくつかのそのような実施例では、ターミネーションモジュール124aは、予備のデバイスと通信する必要があるまで(たとえば、フィールドデバイス112aが故障した時、オペレータが、フィールドデバイス112aに置き換わるように予備のデバイスを設定した時)、フィールドデバイス112aのみと通信するように構成されている。つまり、ターミネーションモジュール124aに第1の導体130aを介して通信的に連結された2つのデバイスがあるが、マルチドロップ構成とは異なり、ターミネーションモジュール124aと、フィールドデバイス112aまたは予備のフィールドデバイスのいずれかとの間の通信は、ポイントツーポイント接続として実際上は動作する。より具体的は、ターミネーションモジュール124aは予備のフィールドデバイスを検出することができるが、通信が予備のフィールドデバイスと(自動的にまたはプロセス制御員の指示のいずれかで)開始される時点である、稼働中のデバイスが故障するまで、すべての通信は、一次または稼働中のデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a)に向けられる。いくつかの実施例では、予備のフィールドデバイスは、故障したフィールドデバイス112aがまだプロセス制御システム内にある間(たとえば、物理的に取り外される前及び/またはシステムの論理構成から消去される前)に、任命され、ターミネーションモジュール124aとの通信を開始する。いくつかのそのような実施例では、予備のフィールドデバイスは、作業員が予備のフィールドデバイスを新しい一次デバイスに指定するまで、「予備の」宛先のままでいる。他の実施例では、ターミネーションモジュール124aは、一旦フィールドデバイス112aが故障すると、予備のフィールドデバイスをフィールドデバイス112aと自動的に交換する。予備のフィールドデバイスがこのような方法で通信を引き継ぐように構成する能力は、通常、特定の通信プロトコル(たとえば、HART)では使用不可能であり、それは、個々のフィールドデバイスが、I/Oカードにポイントツーポイント方法で直接通信的に連結されているからである。結果として、故障したフィールドデバイスの交換は、通常、フィールドデバイスの物理的な取り外しと、新しいフィールドデバイスの設置と、その後に、新しいフィールドデバイスの手作業での任命とを伴う。しかしながら、いくつかの開示の実施例では、以下でより完全に説明する通り、フィールドデバイス112aは、より迅速な交換のためのHARTプロトコルを使用した実装時に、第1の導体130a上の独立した予備のフィールドデバイスの存在を扱うのに十分な帯域幅を有する高速ユニバーサルI/Oバス上のターミネーションモジュール124aを介して、I/Oカードに間接的に接続されている。第1の導体130a上の予備のフィールドデバイスは、また、HARTに加えて、またはその代わりに、他の通信プロトコル(たとえば、Profibus PA、FF−H1、など)でも実装され得る。   In addition, or alternatively, in some embodiments, a second field device (not shown) may be added to the termination module 124a via the first conductor 130a, redundant, spare, or added to the field device 112a. As exchange field devices, they are communicatively linked. In some such embodiments, the termination module 124a may need to communicate with a spare device (eg, when the field device 112a fails, the operator replaces the spare device so that the field device 112a is replaced). Configured to communicate only with the field device 112a. That is, there are two devices communicatively coupled to the termination module 124a via the first conductor 130a, but unlike the multidrop configuration, the termination module 124a and either the field device 112a or the spare field device The communication between the two actually operates as a point-to-point connection. More specifically, the termination module 124a can detect a spare field device, but is the point at which communication is initiated (either automatically or at the direction of a process controller) with the spare field device. Until the active device fails, all communications are directed to the primary or active device (eg, field device 112a). In some embodiments, the spare field device may be used while the failed field device 112a is still in the process control system (eg, before being physically removed and / or erased from the system's logical configuration). , And initiates communication with the termination module 124a. In some such embodiments, the spare field device remains a “spare” destination until the operator designates the spare field device as the new primary device. In another embodiment, termination module 124a automatically replaces a spare field device with field device 112a once field device 112a fails. The ability to configure spare field devices to take over communication in this manner is usually not available with certain communication protocols (eg, HART), because individual field devices can be This is because they are directly communicably connected in a point-to-point manner. As a result, replacement of a failed field device typically involves physical removal of the field device, installation of a new field device, and subsequent manual appointment of the new field device. However, in some disclosed embodiments, as will be described more fully below, the field device 112a may be configured as a separate spare on the first conductor 130a when implemented using the HART protocol for faster exchange. Is indirectly connected to the I / O card via a termination module 124a on a high-speed universal I / O bus with sufficient bandwidth to handle the presence of the other field devices. The spare field device on the first conductor 130a may also be implemented in other communication protocols (eg, Profibus PA, FF-H1, etc.) in addition to or instead of HART.

ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとの各々は、異なるデータタイプを使用して、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのうちの各1つと通信するように構成され得る。たとえば、ターミネーションモジュール124aは、デジタルデータを使用してフィールドデバイス112aと通信するためのデジタルフィールドデバイスインタフェースを含むことができる一方、ターミネーションモジュール124bは、アナログデータを使用してフィールドデバイス112bと通信するためのアナログフィールドデバイスインタフェースを含むことができる。   Each of termination modules 124a-c and termination modules 126a-c may be configured to communicate with each one of field devices 112a-c and field devices 116a-c using different data types. For example, the termination module 124a may include a digital field device interface for communicating with the field device 112a using digital data, while the termination module 124b is for communicating with the field device 112b using analog data. Other analog field device interfaces.

コントローラ104(及び/またはワークステーション102)と、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cとの間のI/O通信を制御するために、コントローラ104は、複数の、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとを提供されている。例示の実施例では、I/Oカード132a〜bは、コントローラ104(及び/またはワークステーション102)と第1のプロセスエリア114内のフィールドデバイス112a〜cとの間のI/O通信を制御するように構成され、I/Oカード134a〜bは、コントローラ104(及び/またはワークステーション102)と第2のプロセスエリア118内のフィールドデバイス116a〜cとの間のI/O通信を制御するように構成されている。   To control I / O communication between the controller 104 (and / or workstation 102) and the field devices 112a-c and field devices 116a-c, the controller 104 includes a plurality of I / O cards 132a- b and I / O cards 134a-b are provided. In the illustrated embodiment, I / O cards 132a-b control I / O communication between controller 104 (and / or workstation 102) and field devices 112a-c in first process area 114. The I / O cards 134a-b are configured to control I / O communication between the controller 104 (and / or workstation 102) and the field devices 116a-c in the second process area 118. It is configured.

図1Aの例示の実施例では、I/Oカード132a〜bおよびI/Oカード134a〜bは、コントローラ104内に存在している。情報をフィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとからワークステーション102に伝えるために、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bは、情報をコントローラ104に伝え、コントローラ104は、情報をワークステーション102に伝える。同様に、情報をワークステーション102からフィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとに伝えるために、ワークステーション102は、情報をコントローラ104に伝え、次いで、コントローラ104は、情報をI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに伝え、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bは、情報を、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとに、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとを介して伝える。代替的な例示的な実装形態では、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとを、コントローラ104内部のLAN106に通信的に連結することができ、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bが、ワークステーション102及び/またはコントローラ104と直接通信できるようにする。   In the exemplary embodiment of FIG. 1A, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b reside in controller 104. To communicate information from field devices 112a-c and field devices 116a-c to workstation 102, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b communicate information to controller 104, which controller 104 , Communicate information to workstation 102. Similarly, to communicate information from the workstation 102 to the field devices 112a-c and field devices 116a-c, the workstation 102 communicates information to the controller 104, which then transmits the information to the I / O card. 132a-b and the I / O cards 134a-b, and the I / O cards 132a-b and the I / O cards 134a-b terminate information in the field devices 112a-c and the field devices 116a-c. It communicates via modules 124a-c and termination modules 126a-c. In an alternative exemplary implementation, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b can be communicatively coupled to LAN 106 within controller 104, and I / O cards 132a-b And I / O cards 134a-b allow direct communication with workstation 102 and / or controller 104.

I/Oカード132aとI/Oカード134aとのうちのいずれかが故障した場合の耐故障動作を提供するために、I/Oカード132b及びI/Oカード134bは、冗長I/Oカードとして構成されている。つまり、I/Oカード132aが故障した場合、冗長I/Oカード132bが制御を行い、故障しなければI/Oカード132aが実行したであろう動作と同じ動作を実行する。同様に、冗長I/Oカード134bは、I/Oカード134aが故障した時に制御を行う。   The I / O card 132b and the I / O card 134b are configured as redundant I / O cards in order to provide a fault-tolerant operation when one of the I / O card 132a and the I / O card 134a fails. Has been. In other words, when the I / O card 132a fails, the redundant I / O card 132b performs control, and if it does not fail, the same operation as would be performed by the I / O card 132a is executed. Similarly, the redundant I / O card 134b performs control when the I / O card 134a fails.

ターミネーションモジュール124a〜cとI/Oカード132a〜bとの間と、ターミネーションモジュール126a〜cとI/Oカード134a〜bとの間との通信を可能にするために、ターミネーションモジュール124a〜cは、I/Oカード132a〜bに、第1のユニバーサルI/Oバス136aを介して通信的に連結され、ターミネーションモジュール126a〜cは、I/Oカード134a〜bに、第2のユニバーサルI/Oバス136bを介して通信的に連結されている。フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの各1つに対して別々の導体または通信媒体を使用する、多心ケーブル128aと多心ケーブル128bとは異なり、ユニバーサルI/Oバス136a〜bの各々は、複数のフィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜c)に対応する情報を、同じ通信媒体を使用して通信するように構成されている。たとえば、通信媒体は、それを介して2つ以上のフィールドデバイスに関連する情報が、たとえば、パケットベースの通信技術、多重化通信技術、などを使用して通信され得る、シリアルバス、2線通信媒体(たとえば、ツイストペア)、光ファイバ、パラレルバス、などであることができる。   In order to allow communication between the termination modules 124a-c and the I / O cards 132a-b, and between the termination modules 126a-c and the I / O cards 134a-b, the termination modules 124a-c , I / O cards 132a-b are communicatively coupled via a first universal I / O bus 136a, and termination modules 126a-c are connected to I / O cards 134a-b by a second universal I / O. Communication is connected through an O bus 136b. Unlike multi-core cable 128a and multi-core cable 128b, which use separate conductors or communication media for each one of field devices 112a-c and field devices 116a-c, universal I / O buses 136a-b Are configured to communicate information corresponding to a plurality of field devices (eg, field devices 112a-c and field devices 116a-c) using the same communication medium. For example, the communication medium may be a serial bus, two-wire communication, through which information related to two or more field devices may be communicated using, for example, packet-based communication technology, multiplexed communication technology, etc. It can be a medium (eg, twisted pair), an optical fiber, a parallel bus, and the like.

例示的な実装形態では、ユニバーサルI/Oバス136a〜bは、RS−485シリアル通信規格を使用して実装されている。RS-485シリアル通信規格は、他の知られている通信規格(たとえば、イーサネット)よりも少ない通信制御オーバーヘッド(たとえば、より少ないヘッダ情報)を使用するように構成され得る。しかしながら、他の例示的な実装形態では、ユニバーサルI/Oバス136a〜bを、イーサネット、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IEEE1394、などを含む他の適切な通信規格を使用して実装することができる。加えて、ユニバーサルI/Oバス136a〜bを有線通信媒体として上記で説明したが、別の例示的な実装形態では、ユニバーサルI/Oバス136a〜bのうちの1つまたは両方を、無線通信媒体(たとえば、無線イーサネット、IEEE−802.11、Wi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、など)を使用して実装することができる。   In the exemplary implementation, universal I / O buses 136a-b are implemented using the RS-485 serial communication standard. The RS-485 serial communication standard may be configured to use less communication control overhead (eg, less header information) than other known communication standards (eg, Ethernet). However, in other exemplary implementations, the universal I / O buses 136a-b can be implemented using other suitable communication standards including Ethernet, Universal Serial Bus (USB), IEEE 1394, etc. . In addition, although universal I / O buses 136a-b have been described above as a wired communication medium, in another exemplary implementation, one or both of universal I / O buses 136a-b can be wirelessly communicated. It can be implemented using a medium (eg, wireless Ethernet, IEEE-802.11, Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), etc.).

ユニバーサルI/Oバス136a及びユニバーサルI/Oバス136bは、情報を実質的に同じ方法で伝えるために使用される。例示の実施例では、I/Oバス136aは、情報をI/Oカード132a〜bとターミネーションモジュール124a〜cとの間で伝えるように構成されている。I/Oカード132a〜b及びターミネーションモジュール124a〜cは、アドレス方式を使用して、I/Oカード132a〜bが、どの情報がターミネーションモジュール124a〜cのうちのどれに対応するかを識別することを可能にし、ターミネーションモジュール124a〜cの各々が、どの情報がフィールドデバイス112a〜cのうちのどれに対応するかを判断することを可能にする。ターミネーションモジュール(たとえば、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとのうちの1つ)が、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとのうちの1つに接続されている時、そのI/Oカードは、ターミネーションモジュールのアドレスを(たとえば、ターミネーションモジュールから)自動的に取得して、情報をターミネーションモジュールとやり取りする。このようにして、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cは、それぞれのバス136a〜b上のどこででも、ターミネーションモジュールのアドレスをI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに手作業で供給する必要なしに、またターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとの各々をI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに個別に配線する必要なしに、通信的に連結され得る。   Universal I / O bus 136a and universal I / O bus 136b are used to convey information in substantially the same way. In the illustrated embodiment, I / O bus 136a is configured to communicate information between I / O cards 132a-b and termination modules 124a-c. I / O cards 132a-b and termination modules 124a-c use an addressing scheme to identify which information I / O cards 132a-b correspond to which of termination modules 124a-c. Allowing each of the termination modules 124a-c to determine which information corresponds to which of the field devices 112a-c. A termination module (eg, one of termination modules 124a-c and termination modules 126a-c) is connected to one of I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b. The I / O card automatically obtains the termination module address (eg, from the termination module) and exchanges information with the termination module. In this manner, the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c can address the termination module addresses to the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b anywhere on their respective buses 136a-b. Without having to manually supply the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c to the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b, respectively. Can be communicatively coupled.

ユニバーサルI/Oバス136a〜bを使用することによって、情報をマーシャリングキャビネット122とコントローラ104との間で伝えるのに必要な通信媒体(たとえば、ワイヤ)の数は、コントローラと通信するのに各ターミネーションモジュールに対して別々の通信媒体を必要とする、知られている構成に対して、大幅に減少する。マーシャリングキャビネット122をコントローラ104に通信的に連結するのに必要な通信媒体の数を減らすこと(たとえば、通信バスまたは通信ワイヤの数を減らすこと)は、コントローラ104と、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス116a〜cとの間の接続を設置するための図面を設計し、生成するのに必要なエンジニアリングコストを削減する。加えて、通信媒体の数を減らすことは、今度は、設置コストとメンテナンスコストとを削減する。たとえば、I/Oバス136a〜bのうちの1つは、フィールドデバイスをコントローラに通信的に連結するために、知られているシステムで使用されている複数の通信媒体に取って代わる。したがって、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとを、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに通信的に連結するための、複数の通信媒体を維持する代わりに、図1Aの例示の実施例は、I/Oバス136a〜bを使用することによって、大幅に少ないメンテナンスを必要とする。さらに、フィールドバスベースのフィールドデバイス(たとえば、Profibus PA準拠デバイスまたはFOUNDATIONフィールドバスH1(FF−H1)準拠デバイス)という状況では、ユニバーサルI/Oバス136a〜bを使用することは、また、関連フィールドバスアーキテクチャを実装するために使用される他の構成要素の取得と設置とメンテナンスとに関連するコストを削減または取り除く。たとえば、フィールドバスアーキテクチャのトランクまたはセグメントのためのケーブルに加えて、Profibus PAとFF−H1との各々は、通常、プロトコル固有のI/Oカードと、(FF−H1のための)電力調整器または(Profibus PAのための)DA/PA連結器と、セグメントプロテクタとを必要とする。しかしながら、コントローラとユニバーサルI/Oバス136a〜bを介して通信するためにターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとに連結されたフィールドデバイスでは、そのような構成要素はもはや必要とされない。さらに、各フィールドバスデバイスが、対応するターミネーションモジュール124a〜cまたはターミネーションモジュール126a〜cにポイントツーポイントアーキテクチャで接続されているいくつかの実施例では、フィールドバスセグメント設計作業のコスト及び複雑さは、大幅に削減または取り除かれ得、それは、デバイス信号の整理が、各対応するターミネーションモジュールによって受信された後に電子的に扱われるからである。   By using universal I / O buses 136a-b, the number of communication media (e.g., wires) required to communicate information between the marshalling cabinet 122 and the controller 104 is determined for each termination to communicate with the controller. For known configurations that require separate communication media for the modules, this is a significant reduction. Reducing the number of communication media required to communicatively couple the marshalling cabinet 122 to the controller 104 (e.g., reducing the number of communication buses or wires) is achieved by the controller 104 and the field devices 112a-c and field. Reduce engineering costs required to design and generate drawings for installing connections between devices 116a-c. In addition, reducing the number of communication media in turn reduces installation costs and maintenance costs. For example, one of the I / O buses 136a-b replaces multiple communication media used in known systems to communicatively couple field devices to the controller. Thus, instead of maintaining a plurality of communication media for communicatively coupling field devices 112a-c and field devices 116a-c to I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b The exemplary embodiment of FIG. 1A requires significantly less maintenance by using I / O buses 136a-b. Further, in the context of fieldbus-based field devices (eg, Profibus PA compliant devices or FOUNDATION fieldbus H1 (FF-H1) compliant devices), using universal I / O buses 136a-b is also relevant fields. Reduce or eliminate the costs associated with the acquisition, installation and maintenance of other components used to implement the bus architecture. For example, in addition to cables for trunks or segments of a fieldbus architecture, each Profibus PA and FF-H1 typically includes a protocol specific I / O card and a power conditioner (for FF-H1). Or you need a DA / PA coupler (for Profibus PA) and a segment protector. However, such components are no longer required in field devices coupled to termination modules 124a-c and termination modules 126a-c to communicate with the controller via universal I / O buses 136a-b. Further, in some embodiments where each fieldbus device is connected in a point-to-point architecture to a corresponding termination module 124a-c or termination module 126a-c, the cost and complexity of fieldbus segment design work is: It can be significantly reduced or eliminated because the device signal arrangement is handled electronically after being received by each corresponding termination module.

加えて、マーシャリングキャビネット122をI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに通信的に連結するのに必要な通信媒体の数を減らすことは、より多くのターミネーションモジュール(たとえば、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜c)のためのより多くの使用可能な空間となり、それによって、マーシャリングキャビネット122のI/O密度を、知られているシステムに対して増加させる。図1Aの例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122は、多くのターミネーションモジュールを持つことができ、そうでない場合、知られているシステムの実装形態では、より多くのマーシャリングキャビネット(たとえば、3つのマーシャリングキャビネット)を必要とする。さらに、いくつかの実施例では、マーシャリングキャビネット122は、データを他の種類のバス通信を介して伝えるフィールドデバイスの数よりも多くの、データを1つのユニバーサルI/Oバス136aを介して伝える、フィールドデバイス112a〜cに対応する、より多くのターミネーションモジュール124a〜cを持つことができる。たとえば、フィールドバスセグメントは、通常、最大16個のフィールドデバイスに対する信号を運ぶように制限されている。対照的に、いくつかの実施例では、ユニバーサルI/Oバス136a〜bのうちの1つは、最大96個のターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとに関連する通信を提供することができる。   In addition, reducing the number of communication media required to communicatively couple the marshalling cabinet 122 to the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b increases the number of termination modules (e.g., More usable space for the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c), thereby increasing the I / O density of the marshalling cabinet 122 relative to known systems. In the exemplary embodiment of FIG. 1A, the marshalling cabinet 122 may have many termination modules, otherwise, in known system implementations, more marshalling cabinets (eg, three marshalling cabinets). ) Is required. Further, in some embodiments, the marshalling cabinet 122 communicates data over one universal I / O bus 136a, more than the number of field devices that convey data over other types of bus communications. There can be more termination modules 124a-c corresponding to the field devices 112a-c. For example, fieldbus segments are typically limited to carry signals for up to 16 field devices. In contrast, in some embodiments, one of the universal I / O buses 136a-b provides communication associated with up to 96 termination modules 124a-c and termination modules 126a-c. Can do.

フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cと通信するために、異なるデータタイプインターフェース(たとえば、異なるチャネルタイプ)を使用するように構成され得、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bと通信するために、それぞれの共通I/Oバス136aと共通I/Oバス136bとを使用するように構成された、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとを提供することによって、図1Aの例示の実施例は、複数の異なるフィールドデバイスインタフェースタイプを、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに実装する必要なしに、異なるフィールドデバイスデータタイプ(たとえば、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとによって使用されるデータタイプまたはチャネルタイプ)に関連するデータを、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに転送することを可能にする。したがって、1つのインターフェースタイプ(たとえば、I/Oバス136a及び/またはI/Oバス136bを介して通信するためのI/Oバスインターフェースタイプ)を有するI/Oカードは、異なるフィールドデバイスインタフェースタイプを有する複数のフィールドデバイスと通信することができる。   It may be configured to use different data type interfaces (eg, different channel types) to communicate with field devices 112a-c and field devices 116a-c, such as I / O cards 132a-b and I / O cards 134a. By providing termination modules 124a-c and termination modules 126a-c configured to use respective common I / O bus 136a and common I / O bus 136b to communicate with. The exemplary embodiment of FIG. 1A may be configured with different field device data types (eg, without the need to implement multiple different field device interface types on I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b) Field devices 112a-c and The data associated with the data type or channel-type) is used by the I over field devices 116a-c, makes it possible to transfer to the I / O cards 132a~b and I / O cards 134a-b. Thus, an I / O card having one interface type (eg, an I / O bus interface type for communicating via I / O bus 136a and / or I / O bus 136b) has different field device interface types. It can communicate with a plurality of field devices it has.

I/Oバス136a及び/またはI/Oバス136bを使用して、情報を、コントローラ104と、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cとの間でやり取りすることは、フィールドデバイスからI/Oカードへの接続ルーティングを、設計プロセスまたは設置プロセスの遅い段階で定義することを可能にする。たとえば、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cは、I/Oバス136aとI/Oバス136bとのうちの各1つへのアクセスを維持したまま、マーシャリングキャビネット122内のさまざまな場所に配置され得る。   Using the I / O bus 136a and / or the I / O bus 136b, information is exchanged between the controller 104 and the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c from the field device. Allows connection routing to O-cards to be defined later in the design or installation process. For example, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c may be located at various locations within marshalling cabinet 122 while maintaining access to each one of I / O bus 136a and I / O bus 136b. Can be placed.

例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜c、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜b、及びコントローラ104は、既存のプロセス制御システム設備を、図1Aの例示的なプロセス制御システム100の構成に実質的に類似な構成に移行することを容易にする。たとえば、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとを、適切なフィールドデバイスインタフェースタイプを含むように構成することができるため、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cは、プロセス制御システム内にすでに設置されている既存のフィールドデバイスに通信的に連結されるように構成され得る。同様に、コントローラ104は、すでに設置されているワークステーションに、LANを介して通信するための知られているLANインターフェースを含むように構成され得る。いくつかの例示的な実装形態では、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとを、知られているコントローラに設置または通信的に連結することができ、プロセス制御システム内にすでに設置されているコントローラを置き替える必要がないようにする。   In the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 122, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b, and the controller 104 are installed in an existing process control system facility. , To facilitate transition to a configuration substantially similar to the configuration of the example process control system 100 of FIG. 1A. For example, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c can be configured to include appropriate field device interface types so that termination modules 124a-c and termination modules 126a-c are included in the process control system. Can be configured to be communicatively coupled to an existing field device that is already installed. Similarly, the controller 104 may be configured to include a known LAN interface for communicating via a LAN to an already installed workstation. In some exemplary implementations, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b can be installed or communicatively coupled to known controllers, and within the process control system Avoid having to replace an already installed controller.

例示の実施例では、I/Oカード132aはデータ構造133を含み、I/Oカード134aは、データ構造135を含む。データ構造133は、I/Oカード132aとユニバーサルI/Oバス136aを介して通信するために割り当てられた、フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a〜c)に対応するフィールドデバイス識別番号(たとえば、フィールドデバイス識別情報)を記憶する。ターミネーションモジュール124a〜cは、データ構造133内に記憶されたフィールドデバイス識別番号を使用して、フィールドデバイスがターミネーションモジュール124a〜cのうちの1つに間違って接続されているかどうかを判断することができる。データ構造135は、I/Oカード134aとユニバーサルI/Oバス136bを介して通信するために割り当てられた、フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス116a〜c)に対応するフィールドデバイス識別番号(たとえば、フィールドデバイス識別情報)を記憶する。データ構造133及びデータ構造135は、エンジニア、オペレータ、及び/またはユーザによって、ワークステーション102を介して、例示的なプロセス制御システム100の構成時間中または動作中に追加され得る。いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール124a〜cは、複数のフィールドデバイス(たとえば、稼働中のフィールドデバイス及び冗長または予備のフィールドデバイス)に通信的に連結され得る。そのような実施例では、データ構造135は、各フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス116a〜c及び対応する予備のフィールドデバイス)に対応するフィールドデバイス識別番号を記憶する。図示されていないが、冗長I/Oカード132bは、データ構造133と同じデータ構造を記憶し、冗長I/Oカード134bは、データ構造135と同じデータ構造を記憶している。加えて、または代替的に、データ構造133とデータ構造135とを、ワークステーション102内に記憶することができる。   In the illustrated embodiment, the I / O card 132a includes a data structure 133 and the I / O card 134a includes a data structure 135. Data structure 133 is a field device identification number (e.g., field device) that corresponds to a field device (e.g., field device 112a-c) assigned to communicate with I / O card 132a via universal I / O bus 136a. Device identification information) is stored. Termination module 124a-c may use the field device identification number stored in data structure 133 to determine if the field device is incorrectly connected to one of termination modules 124a-c. it can. Data structure 135 is a field device identification number (e.g., field device) that corresponds to a field device (e.g., field device 116a-c) assigned to communicate with I / O card 134a via universal I / O bus 136b. Device identification information) is stored. Data structure 133 and data structure 135 may be added by an engineer, operator, and / or user via workstation 102 during configuration time or operation of exemplary process control system 100. In some embodiments, termination modules 124a-c may be communicatively coupled to multiple field devices (eg, active field devices and redundant or spare field devices). In such an embodiment, data structure 135 stores a field device identification number corresponding to each field device (eg, field devices 116a-c and corresponding spare field devices). Although not shown, the redundant I / O card 132b stores the same data structure as the data structure 133, and the redundant I / O card 134b stores the same data structure as the data structure 135. Additionally or alternatively, data structure 133 and data structure 135 can be stored within workstation 102.

例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122は、プロセス制御エリア110とは別のターミネーションエリア140内に位置されて示されている。大幅に多い通信媒体代わりにI/Oバス136a〜b(たとえば、それぞれが、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのうちの1つ、またはマルチドロップセグメントに沿ったそれらの限定グループに一意に関連付けられた複数の通信バス)を使用して、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとをコントローラ104に通信的に連結することによって、通信の信頼性を大幅に減少させることなしに、知られている構成よりも、コントローラ104をマーシャリングキャビネット122から比較的遠くに配置することを容易にする。いくつかの例示的な実装形態では、プロセス制御エリア110とターミネーションエリア140とを結合させて、マーシャリングキャビネット122及びコントローラ104が同じエリア内に配置されるようにすることができる。いずれの場合でも、マーシャリングキャビネット122とコントローラ104とを、プロセスエリア114とプロセスエリア118とは別のエリア内に配置することは、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bと、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cと、ユニバーサルI/Oバス136a〜bとを、プロセスエリア114とプロセスエリア118とに関連し得る厳しい環境条件(たとえば、熱、湿気、電磁ノイズ、など)から隔離することを可能にする。このようにして、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cと、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bとを設計し製造するコストと複雑さとを、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとの通信及び制御回路を製造するコストに対して、大幅に削減することができ、それは、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜c、及びI/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bが、プロセスエリア114とプロセスエリア118との環境条件で動作するのに必要となる、信頼性のある動作(たとえば、信頼性のあるデータ通信)を保証するのに必要な動作仕様特性(たとえば、遮蔽、より頑強な回路、より複雑なエラーチェック、など)を要求しないためである。   In the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 122 is shown located in a termination area 140 that is separate from the process control area 110. I / O buses 136a-b (e.g., each of one of field devices 112a-c and field devices 116a-c, or their limited group along a multi-drop segment) instead of a much larger number of communication media By uniquely linking the termination modules 124a-c and the termination modules 126a-c to the controller 104 using a plurality of uniquely associated communication buses, communication reliability is not significantly reduced. In addition, it makes it easier to place the controller 104 relatively far from the marshalling cabinet 122 than in known configurations. In some exemplary implementations, the process control area 110 and the termination area 140 can be combined such that the marshalling cabinet 122 and the controller 104 are located in the same area. In any case, arranging the marshalling cabinet 122 and the controller 104 in a different area from the process area 114 and the process area 118 means that the I / O cards 132a to 132b and the I / O cards 134a to 134b Severe environmental conditions (e.g., heat, moisture, electromagnetic noise, etc.) that can be associated with the process area 114 and process area 118 with the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c and the universal I / O buses 136a-b ) Can be isolated. In this way, the cost and complexity of designing and manufacturing the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c, and the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b are reduced to the field devices 112a-c. And the cost of manufacturing the communication and control circuits between the field devices 116a-c can be significantly reduced, including termination modules 124a-c and termination modules 126a-c, and I / O cards 132a-b. And I / O cards 134a-b to ensure the reliable operation (e.g., reliable data communication) required to operate in the environmental conditions of process area 114 and process area 118. Required operating specification characteristics (eg shielding, more robust Road, because that does not require a more complex error checking, etc.).

図1B〜図1Dは、ワークステーションとコントローラとI/Oカードとを通信的に連結するために使用され得る、代替的な例示的な実装形態を示している。たとえば、図1Bに示した例示の実施例では、(図1Aのコントローラ104と実質的に同じ機能を実行する)コントローラ152は、I/Oカード154a〜bとI/Oカード156a〜bとにバックプレーン通信バス158を介して通信的に連結される。I/Oカード154a〜b及びI/Oカード156a〜bは、図1AのI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bと実質的に同じ機能を実行し、情報を、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとやり取りするために、ユニバーサルI/Oバス136a〜bに通信的に連結されるように構成されている。ワークステーション102と通信するために、コントローラ152は、ワークステーション102にLAN106を介して通信的に連結されている。   1B-1D illustrate alternative exemplary implementations that may be used to communicatively couple a workstation, a controller, and an I / O card. For example, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1B, the controller 152 (which performs substantially the same function as the controller 104 of FIG. 1A) is in the I / O cards 154a-b and I / O cards 156a-b. Communication is performed via a backplane communication bus 158. I / O cards 154a-b and I / O cards 156a-b perform substantially the same functions as I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b of FIG. 124a-c and termination modules 126a-c are configured to be communicatively coupled to universal I / O buses 136a-b for communication with termination modules 126a-c. In order to communicate with the workstation 102, the controller 152 is communicatively coupled to the workstation 102 via the LAN 106.

図1Cに示した別の例示の実施例では、(図1Aのコントローラ104と実質的に同じ機能を実行する)コントローラ162は、ワークステーション102と、複数のI/Oカード164a〜bとI/Oカード166a〜bとに、LAN106を介して通信的に連結されている。I/Oカード164a〜b及びI/Oカード166a〜bは、図1AのI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bと実質的に同じ機能を実行し、情報を、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとやり取りするために、ユニバーサルI/Oバス136a〜bに通信的に連結されるように構成されている。しかしながら、図1AのI/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜bは、図1BのI/Oカード154a〜b及びI/Oカード156a〜bとは異なり、I/Oカード164a〜b及びI/Oカード166a〜bは、コントローラ162とワークステーション102と、LAN106を介して通信するように構成されている。このようにして、I/Oカード164a〜b及びI/Oカード166a〜bは、情報を、ワークステーション102と直接やり取りすることができる。   In another exemplary embodiment shown in FIG. 1C, controller 162 (which performs substantially the same function as controller 104 in FIG. 1A) includes workstation 102, a plurality of I / O cards 164a-b and I / O. The O cards 166a and 166b are communicatively connected via the LAN 106. The I / O cards 164a-b and the I / O cards 166a-b perform substantially the same functions as the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b of FIG. 124a-c and termination modules 126a-c are configured to be communicatively coupled to universal I / O buses 136a-b for communication with termination modules 126a-c. However, the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b in FIG. 1A are different from the I / O cards 154a-b and I / O cards 156a-b in FIG. The b and I / O cards 166a and 166b are configured to communicate with the controller 162 and the workstation 102 via the LAN 106. In this manner, the I / O cards 164a-b and the I / O cards 166a-b can directly exchange information with the workstation 102.

図1Dに示したさらに別の例示の実施例では、(図1AのI/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bと実質的に同じ機能を実行する)I/Oカード174a〜b及びI/Oカード176a〜bは、(図1Aのワークステーション102と実質的に同じ機能を実行する)ワークステーション172内に実装される。いくつかの例示的な実装形態では、物理的なI/Oカード174a〜b及びI/Oカード176a〜bは、ワークステーション172内には含まれないが、I/Oカード174a〜bとI/Oカード176a〜bとの機能が、ワークステーション172内に実装される。図1Dの例示の実施例では、I/Oカード174a〜b及びI/Oカード176a〜bは、情報を、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとやり取りするために、ユニバーサルI/Oバス136a〜bに通信的に連結されるように構成されている。また、図1Dの例示の実施例では、ワークステーション172を、コントローラ104と実質的に同じ機能を実行するように構成して、プロセス制御戦略を実行するコントローラを提供する必要がないようにすることができる。しかしながら、コントローラを提供することはできる。   In yet another exemplary embodiment shown in FIG. 1D, I / O cards 174a-b (which perform substantially the same functions as I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b of FIG. 1A). And I / O cards 176a-b are implemented in workstation 172 (which performs substantially the same functions as workstation 102 of FIG. 1A). In some exemplary implementations, physical I / O cards 174a-b and I / O cards 176a-b are not included in workstation 172, but I / O cards 174a-b and I / O cards Functions with / O cards 176a-b are implemented in workstation 172. In the exemplary embodiment of FIG. 1D, the I / O cards 174a-b and I / O cards 176a-b are universal I / O to exchange information with the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c. It is configured to be communicatively coupled to buses 136a-b. Also, in the exemplary embodiment of FIG. 1D, workstation 172 is configured to perform substantially the same functions as controller 104 so that it is not necessary to provide a controller that executes a process control strategy. Can do. However, a controller can be provided.

図2は、図1Aの例示的なマーシャリングキャビネット122の詳細図である。例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122は、ターミネーションモジュール124a〜cを受け入れる、ソケットレール202aとソケットレール202bとを提供されている。加えて、マーシャリングキャビネット122は、図1Aに関連して上記で説明した、ターミネーションモジュール124a〜cをユニバーサルI/Oバス136aに通信的に連結するI/Oバストランシーバ206を提供されている。I/Oバストランシーバ206は、ターミネーションモジュール124a〜cとI/Oカード132a〜bとの間でやり取りされる信号を調整する、トランスミッタ増幅器とレシーバ増幅器とを使用して実装され得る。マーシャリングキャビネット122は、ターミナルモジュール124a〜cをI/Oバストランシーバ206に通信的に連結する、別のユニバーサルI/Oバス208を提供されている。例示の実施例では、I/Oバストランシーバ206は、情報を、有線通信媒体を使用して伝えるように構成されている。図示されていないが、マーシャリングキャビネット122は、ターミネーションモジュール126a〜cをI/Oカード134a〜bに通信的に連結するために、I/Oバストランシーバ206に実質的に類似または同じである別のI/Oバストランシーバを提供され得る。   FIG. 2 is a detailed view of the exemplary marshalling cabinet 122 of FIG. 1A. In the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 122 is provided with a socket rail 202a and a socket rail 202b that receive termination modules 124a-c. In addition, the marshalling cabinet 122 is provided with an I / O bus transceiver 206 that communicatively couples the termination modules 124a-c to the universal I / O bus 136a as described above in connection with FIG. 1A. The I / O bus transceiver 206 may be implemented using transmitter and receiver amplifiers that condition the signals exchanged between the termination modules 124a-c and the I / O cards 132a-b. The marshalling cabinet 122 is provided with another universal I / O bus 208 that communicatively couples the terminal modules 124 a-c to the I / O bus transceiver 206. In the illustrated embodiment, I / O bus transceiver 206 is configured to convey information using a wired communication medium. Although not shown, the marshalling cabinet 122 is another one that is substantially similar or identical to the I / O bus transceiver 206 to communicatively couple the termination modules 126a-c to the I / O cards 134a-b. An I / O bus transceiver may be provided.

共通の通信インターフェース(たとえば、I/Oバス208及びI/Oバス136a)を使用して、情報をI/Oカード132a〜bとターミネーションモジュール124a〜cとの間でやり取りすることで、フィールドデバイスからI/Oカードへの接続ルーティングを、設計プロセスまたは設置プロセスの終わりの方で定義することが可能になる。たとえば、ターミネーションモジュール124a〜cは、I/Oバス208に、マーシャリングキャビネット122内のさまざまな場所(たとえば、ソケットレール202a〜bのさまざまなターミネーションモジュールソケット)で通信的に連結され得る。加えて、I/Oカード132a〜bとターミネーションモジュール124a〜cとの間の共通の通信インターフェース(たとえば、I/Oバス208及びI/Oバス136a)は、I/Oカード132a〜bとターミネーションモジュール124a〜cとの間の通信媒体の数(たとえば、通信バス及び/またはワイヤの数)を減らし、したがって、知られているマーシャリングキャビネット構成で設置され得る、知られているターミネーションモジュールの数よりも、比較的多くのターミネーションモジュール124a〜c(及び/またはターミネーションモジュール126a〜c)を、マーシャリングキャビネット122内で設置することを可能にする。   Using a common communication interface (e.g., I / O bus 208 and I / O bus 136a) to exchange information between I / O cards 132a-b and termination modules 124a-c, field devices The connection routing from the I / O card can be defined towards the end of the design or installation process. For example, termination modules 124a-c may be communicatively coupled to I / O bus 208 at various locations within marshalling cabinet 122 (eg, various termination module sockets on socket rails 202a-b). In addition, common communication interfaces (eg, I / O bus 208 and I / O bus 136a) between I / O cards 132a-b and termination modules 124a-c are terminated with I / O cards 132a-b. Reduce the number of communication media between modules 124a-c (e.g., the number of communication buses and / or wires) and thus over the number of known termination modules that can be installed in a known marshalling cabinet configuration. Also, a relatively large number of termination modules 124 a-c (and / or termination modules 126 a-c) can be installed in the marshalling cabinet 122.

ターミネーションモジュール124a〜cに関連する、フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を表示するために、ターミネーションモジュール124a〜cの各々は、ディスプレイ212(たとえば、電子ターミネーションラベル)を提供されている。ターミネーションモジュール124aのディスプレイ212は、フィールドデバイス112a(図1A)のフィールドデバイス識別(たとえば、フィールドデバイスタグ)を表示する。加えて、ターミネーションモジュール124aのディスプレイ212を使用して、フィールドデバイス活動情報(たとえば、測定情報、ライン電圧、など)、データタイプ情報(たとえば、アナログ信号、デジタル信号、など)、フィールドデバイス状態情報(たとえば、デバイスオン、デバイスオフ、デバイスエラー、など)、及び/または他のフィールドデバイス情報を表示することができる。ターミネーションモジュール124aが複数のフィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a及び(図示しない)他のフィールドデバイス)に通信的に連結されるように構成されている場合、ディスプレイ212を使用して、ターミネーションモジュール124に通信的に連結されたフィールドデバイスの全部に関連するフィールドデバイス情報を表示することができる。例示の実施例では、ディスプレイ212は、液晶ディスプレイ(LCD)を使用して実装される。しかしながら、他の例示的な実装形態では、ディスプレイ212を、他の適切な表示技術を使用して実装することができる。   In order to display field device identification information and / or other field device information associated with the termination modules 124a-c, each of the termination modules 124a-c is provided with a display 212 (e.g., an electronic termination label). . The display 212 of the termination module 124a displays the field device identification (eg, field device tag) of the field device 112a (FIG. 1A). In addition, using the display 212 of the termination module 124a, field device activity information (eg, measurement information, line voltage, etc.), data type information (eg, analog signal, digital signal, etc.), field device status information (eg, For example, device on, device off, device error, etc.) and / or other field device information may be displayed. If the termination module 124a is configured to be communicatively coupled to a plurality of field devices (eg, the field device 112a of FIG. 1A and other field devices (not shown)), the display 212 may be used to terminate. Field device information associated with all of the field devices communicatively coupled to module 124 may be displayed. In the illustrated embodiment, display 212 is implemented using a liquid crystal display (LCD). However, in other exemplary implementations, the display 212 can be implemented using other suitable display technologies.

フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を読み出すために、ターミネーションモジュール124a〜cの各々は、ラベラー214(たとえば、ターミネーションラベラー)を提供されている。たとえば、フィールドデバイス112aがターミネーションモジュール124aに通信的に連結されている時、ターミネーションモジュール124aのラベラー214は、フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を、フィールドデバイス112a(及び/またはターミネーションモジュール124aに通信的に連結された他のフィールドデバイス)から読み出し、情報を、ターミネーションモジュール124aのディスプレイ212を介して表示する。ラベラー214は、図8に関連して以下で詳細に説明する。ディスプレイ212とラベラー214とを提供することは、ターミネーションモジュールとフィールドデバイスとに関連するワイヤ及び/またはバスに手作業でラベルを付けることに関連する、コストと設置時間とを削減する。しかしながら、いくつかの例示的な実装形態では、手作業でのワイヤのラベル付けも、ディスプレイ212とラベラー214とに関連して使用することができる。たとえば、ディスプレイ212とラベラー214とを使用して、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのどれが、ターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとの各々に接続されているかを判断することによって、フィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとを、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとに比較的迅速に通信的に連結することができる。それに続いて、設置が完了した後で、ラベルを、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cと、フィールドデバイス112a〜c及びフィールドデバイス114a〜cとの間に伸びるバスまたはワイヤに、任意で追加することができる。ディスプレイ212及びラベラー214は、また、状態情報(たとえば、デバイスエラー、デバイスアラーム、デバイスオン、デバイスオフ、デバイス無効、など)を表示してトラブルシューティングプロセスを容易にするように、ディスプレイ212とラベラー214とを構成することによって、メンテナンス作業に関連するコストと時間とを削減することができる。   In order to retrieve field device identification information and / or other field device information, each of the termination modules 124a-c is provided with a labeler 214 (eg, a termination labeler). For example, when field device 112a is communicatively coupled to termination module 124a, labeler 214 of termination module 124a may provide field device identification information and / or other field device information to field device 112a (and / or termination module). From other field devices communicatively coupled to 124a) and display the information via the display 212 of the termination module 124a. The labeler 214 is described in detail below in connection with FIG. Providing display 212 and labeler 214 reduces the cost and installation time associated with manually labeling wires and / or buses associated with termination modules and field devices. However, in some exemplary implementations, manual wire labeling can also be used in connection with display 212 and labeler 214. For example, display 212 and labeler 214 are used to determine which of field devices 112a-c and field devices 116a-c are connected to termination modules 124a-c and termination modules 126a-c, respectively. By doing so, the field devices 112a-c and the field devices 116a-c can be communicatively coupled to the I / O cards 132a-b and the I / O cards 134a-b relatively quickly. Subsequently, after installation is complete, the label is optionally placed on a bus or wire that extends between the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c and the field devices 112a-c and field devices 114a-c. Can be added. Display 212 and labeler 214 also display status information (eg, device error, device alarm, device on, device off, device disabled, etc.) to facilitate the troubleshooting process. The cost and time associated with the maintenance work can be reduced.

電力をターミネーションモジュール124a〜cとI/Oバストランシーバ206とディスプレイ212とに提供するために、マーシャリングキャビネット122は、電源216を提供されている。例示の実施例では、ターミネーションモジュール124a〜cは、電源216からの電力を使用して、フィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a〜c)と通信し、及び/またはフィールドデバイスに動作のための電力を提供するために使用される、通信チャネルまたは通信インターフェースに電力を供給する。加えて、いくつかの実施例では、マーシャリングキャビネット122は、ソケットレール202a〜bに沿った各ターミネーションモジュール124a〜cに提供される電力を調整または制御する電力調整器218を提供されている。いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール124a〜cに、外部電源及び/または電力調整器から、ソケットレール202a〜bに通信的に連結された統合電力投入バスを介して、電力を供給することができる。   The marshalling cabinet 122 is provided with a power source 216 to provide power to the termination modules 124 a-c, the I / O bus transceiver 206 and the display 212. In the exemplary embodiment, termination modules 124a-c use power from power supply 216 to communicate with and / or operate on field devices (eg, field devices 112a-c in FIG. 1A). Power is supplied to a communication channel or communication interface that is used to provide power. In addition, in some embodiments, the marshalling cabinet 122 is provided with a power regulator 218 that regulates or controls the power provided to each termination module 124a-c along the socket rails 202a-b. In some embodiments, the termination modules 124a-c may be powered from an external power source and / or power regulator via an integrated power input bus that is communicatively coupled to the socket rails 202a-b. it can.

図3は、図1Aの例示的なマーシャリングキャビネット122を実装するために使用され得る、別の例示的なマーシャリングキャビネット300である。例示の実施例では、マーシャリングキャビネット300は、図1Aのコントローラ104と、無線ユニバーサルI/O接続304を介して無線で通信するための、無線I/Oバス通信コントローラ302を提供されている。図3に示す通り、図1Aのターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとに実質的に類似または同じである複数のターミネーションモジュール306は、レールソケット308aとレールソケット308bとに差し込まれ、無線I/Oバス通信コントローラ302に、マーシャリングキャビネット300内部のユニバーサルI/Oバス309を介して通信的に連結されている。例示の実施例では、無線I/Oバス通信コントローラ302は、図1Aのコントローラ104のI/Oカード(たとえば、図1AのI/Oカード134a)をエミュレートして、ターミネーションモジュール306がコントローラ104と通信することを可能にする。   FIG. 3 is another example marshalling cabinet 300 that may be used to implement the example marshalling cabinet 122 of FIG. 1A. In the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 300 is provided with a wireless I / O bus communication controller 302 for communicating wirelessly with the controller 104 of FIG. 1A via a wireless universal I / O connection 304. As shown in FIG. 3, a plurality of termination modules 306 that are substantially similar or identical to the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c of FIG. The I / O bus communication controller 302 is communicatively coupled via a universal I / O bus 309 inside the marshalling cabinet 300. In the illustrated embodiment, the wireless I / O bus communication controller 302 emulates the I / O card of the controller 104 of FIG. 1A (eg, the I / O card 134a of FIG. Allows to communicate with.

ディスプレイ212がターミネーションモジュール124a〜cに取り付けられている図2の例示の実施例とは異なり、図3の例示の実施例では、複数のディスプレイ310は、ターミネーションモジュールを受け入れるソケットに関連して、マーシャリングキャビネット300内に取り付けられる。このようにして、ターミネーションモジュール306のうちの1つが差し込まれ、フィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a〜cとフィールドデバイス116a〜cとのうちの1つ)に通信的に連結された時、ターミネーションモジュール306のラベラー214とディスプレイ310のうちの各1つとを使用して、ターミネーションモジュール306に接続されたフィールドデバイスを示すフィールドデバイス識別情報を表示することができる。ディスプレイ310も使用して、他のフィールドデバイス情報を表示することができる。マーシャリングキャビネット300は、図2の電源216に実質的に類似または同じである電源312を提供されている。さらに、いくつかの実施例では、マーシャリングキャビネット300は、図2の電力調整器218に実質的に類似または同じである電力調整器314を提供されている。   Unlike the exemplary embodiment of FIG. 2 in which the display 212 is attached to the termination modules 124a-c, in the exemplary embodiment of FIG. 3, the plurality of displays 310 are marshaled in relation to the socket that receives the termination module. Installed in the cabinet 300. Thus, when one of the termination modules 306 is plugged in and communicatively coupled to a field device (eg, one of the field devices 112a-c and field devices 116a-c of FIG. 1A). The labeler 214 of the termination module 306 and each one of the displays 310 can be used to display field device identification information indicating the field devices connected to the termination module 306. Display 310 can also be used to display other field device information. The marshalling cabinet 300 is provided with a power supply 312 that is substantially similar or identical to the power supply 216 of FIG. Further, in some embodiments, the marshalling cabinet 300 is provided with a power conditioner 314 that is substantially similar or identical to the power conditioner 218 of FIG.

図4は、図1Aと図2との例示的なターミネーションモジュール124aの平面図を示し、図5は、側面図を示している。図4の例示の実施例では、ディスプレイ212は、例示的なターミネーションモジュール124aの上面にあり、ターミネーションモジュール124aがレールソケット202a(図3)に差し込まれた時に、ディスプレイ212が、動作中に、オペレータまたはユーザに見えるようにする。図5の例示の実施例に示す通り、例示的なターミネーションモジュール124aは、ベース402に取り外し可能に連結されている。例示的なターミネーションモジュール124aは、ターミネーションモジュール124aをベース402に通信的に連結及び/または電気的に連結する、複数の接点404(そのうちの2つが図示されている)を含む。このようにして、ベース402をマーシャリングキャビネット122(図1A及び図2)に連結することができ、ターミネーションモジュール124aをマーシャリングキャビネット122に、ベース402を介して連結し、取り外すことができる。ベース402は、フィールドデバイス112aからの導体通信媒体(たとえば、バス)を留めまたは固定する、ターミネーションねじ406(たとえば、フィールドデバイスインタフェース)を提供されている。ターミネーションモジュール124aがベース402に取り外し可能に連結された時、ターミネーションねじ406は、接点404のうちの1つまたは複数に通信的に連結されて、情報をターミネーションモジュール124aとフィールドデバイス112aとの間で伝えることを可能にする。他の例示的な実装形態では、ベース402は、ターミネーションねじ406の代わりに、他の適切な種類のフィールドデバイスインタフェース(たとえば、ソケット)を提供され得る。加えて、1つのフィールドデバイスインタフェース(たとえば、ターミネーションねじ406)が図示されているが、ベース402は、複数のフィールドデバイスをターミネーションモジュール124aに通信的に連結することを可能にするように構成された、より多くのフィールドデバイスインタフェースを提供され得る。   4 shows a plan view of the exemplary termination module 124a of FIGS. 1A and 2, and FIG. 5 shows a side view. In the exemplary embodiment of FIG. 4, the display 212 is on the top surface of the exemplary termination module 124a, and when the termination module 124a is plugged into the rail socket 202a (FIG. 3), the display 212 is in operation during operation. Or make it visible to the user. As shown in the exemplary embodiment of FIG. 5, exemplary termination module 124 a is removably coupled to base 402. The exemplary termination module 124a includes a plurality of contacts 404 (two of which are shown) that communicatively and / or electrically couple the termination module 124a to the base 402. In this manner, the base 402 can be coupled to the marshalling cabinet 122 (FIGS. 1A and 2), and the termination module 124a can be coupled to the marshalling cabinet 122 via the base 402 and removed. Base 402 is provided with a termination screw 406 (eg, field device interface) that fastens or secures a conductor communication medium (eg, bus) from field device 112a. When the termination module 124a is removably coupled to the base 402, the termination screw 406 is communicatively coupled to one or more of the contacts 404 to pass information between the termination module 124a and the field device 112a. Make it possible to communicate. In other exemplary implementations, the base 402 may be provided with other suitable types of field device interfaces (eg, sockets) instead of the termination screw 406. In addition, although one field device interface (eg, termination screw 406) is shown, the base 402 is configured to allow multiple field devices to be communicatively coupled to the termination module 124a. More field device interfaces may be provided.

ターミネーションモジュール124aを図2のユニバーサルI/Oバス208に通信的に連結するために、ベース402は、ユニバーサルI/Oバスコネクタ408(図5)を提供されている。ユーザが、ベース402をソケットレール202aまたはソケットレール202b(図2)に差し込むと、ユニバーサルI/Oバスコネクタ408は、ユニバーサルI/Oバス208をかみ込む。ユニバーサルI/Oバスコネクタ408を、適切なインターフェースを使用して実装することができ、それには、たとえば、絶縁穿孔コネクタなどの比較的簡単なインターフェースを含む。情報をターミネーションモジュール124aとI/Oバス208との間で伝えることを可能にするために、I/Oバスコネクタ408は、ターミネーションモジュール124aの接点404のうちの1つまたは複数に接続されている。   To communicatively couple the termination module 124a to the universal I / O bus 208 of FIG. 2, the base 402 is provided with a universal I / O bus connector 408 (FIG. 5). When the user plugs base 402 into socket rail 202a or socket rail 202b (FIG. 2), universal I / O bus connector 408 bites universal I / O bus 208. The universal I / O bus connector 408 can be implemented using a suitable interface, including, for example, a relatively simple interface such as an insulated perforated connector. In order to allow information to be communicated between the termination module 124a and the I / O bus 208, an I / O bus connector 408 is connected to one or more of the contacts 404 of the termination module 124a. .

図5に示す通り、ベース402は、また、ターミネーションモジュール124aを外部ディスプレイ(たとえば、図3のディスプレイ310のうちの1つ)に通信的に連結する、光ディスプレイインターフェースコネクタ410を提供され得る。たとえば、ターミネーションモジュール124aがディスプレイ212なしに実装された場合、ターミネーションモジュール124aは、ディスプレイインターフェースコネクタ410を使用して、フィールドデバイス識別情報または他のフィールドデバイス情報を、外部ディスプレイ(たとえば、図3のディスプレイ310のうちの1つ)に出力することができる。   As shown in FIG. 5, the base 402 may also be provided with an optical display interface connector 410 that communicatively couples the termination module 124a to an external display (eg, one of the displays 310 of FIG. 3). For example, if termination module 124a is implemented without display 212, termination module 124a uses display interface connector 410 to transmit field device identification information or other field device information to an external display (eg, the display of FIG. 3). 1 of 310).

図6は、図1Aと図2との例示的なターミネーションモジュール124aの詳細ブロック図であり、図7は、図1Aの例示的なI/Oカード132aの詳細ブロック図であり、図8は、図2と図3と図6との例示的なラベラー214の詳細ブロック図である。例示的なターミネーションモジュール124aと、例示的なI/Oカード132aと、例示的なラベラー214とを、ハードウェア、ファームウェア、及び/またはソフトウェアの所望の組み合わせを使用して実装することができる。たとえば、1つまたは複数の、集積回路、個別半導体部品、または受動電子部品を使用することができる。加えて、または代替的に、例示的なターミネーションモジュール124aと例示的なI/Oカード132aと例示的なラベラー214とブロックの一部または全部、またはそれらの部分を、たとえば、プロセッサシステム(たとえば、図16の例示的なプロセッサシステム1610)によって実行された時に、図10Aと図10Bと図11Aと図11Bと図12とのフローチャートに表す動作を実行する機械アクセス可能媒体上に記憶された、命令、コード、及び/または他のソフトウェア及び/またはファームウェア、などを使用して実装することができる。例示的なターミネーションモジュール124aと例示的なI/Oカード132aと例示的なラベラー214とを、以下に説明する各ブロックのうちの1つを有するとして説明するが、例示的なターミネーションモジュール124aと例示的なI/Oカード132aと例示的なラベラー214との各々は、以下に説明する各ブロックのうちの2つ以上を提供され得る。   6 is a detailed block diagram of the exemplary termination module 124a of FIGS. 1A and 2, FIG. 7 is a detailed block diagram of the exemplary I / O card 132a of FIG. 1A, and FIG. FIG. 7 is a detailed block diagram of the exemplary labeler 214 of FIGS. 2, 3, and 6. The example termination module 124a, the example I / O card 132a, and the example labeler 214 can be implemented using any desired combination of hardware, firmware, and / or software. For example, one or more integrated circuits, discrete semiconductor components, or passive electronic components can be used. In addition or alternatively, the exemplary termination module 124a, the exemplary I / O card 132a, the exemplary labeler 214, and some or all of the blocks, or portions thereof, for example, a processor system (eg, Instructions stored on a machine-accessible medium that, when executed by the exemplary processor system 1610) of FIG. 16, perform the operations depicted in the flowcharts of FIGS. 10A, 10B, 11A, 11B, and 12 , Code, and / or other software and / or firmware, etc. The exemplary termination module 124a, the exemplary I / O card 132a, and the exemplary labeler 214 are described as having one of each of the blocks described below, but the exemplary termination module 124a and exemplary Each of the exemplary I / O card 132a and exemplary labeler 214 may be provided with more than one of each block described below.

図6を参照すると、例示的なターミネーションモジュール124aは、例示的なターミネーションモジュール124aが図1AのI/Oカード132a〜b(または他のI/Oカード)と通信することを可能にする、ユニバーサルI/Oバスインターフェース602を含む。I/Oバスインターフェース602を、たとえば、RS-485シリアル通信規格、イーサネット、などを使用して実装することができる。ターミネーションモジュール124aのアドレス及び/またはI/Oカード132aのアドレスを識別するために、ターミネーションモジュール124aは、アドレス識別器604を提供されている。アドレス識別器604は、ターミネーションモジュール124aがマーシャリングキャビネット122に差し込まれた時に、I/Oカード132a(図1A)にターミネーションモジュールアドレス(たとえば、ネットワークアドレス)を問い合わせるように構成され得る。このようにして、ターミネーションモジュール124aは、情報をI/Oカード132aに伝える時に、ターミネーションモジュールアドレスをソースアドレスとして使用することができ、I/Oカード132aは、情報をターミネーションモジュール124aに伝える時に、ターミネーションモジュールアドレスを宛先アドレスとして使用する。   Referring to FIG. 6, the exemplary termination module 124a is a universal that allows the exemplary termination module 124a to communicate with the I / O cards 132a-b (or other I / O cards) of FIG. 1A. An I / O bus interface 602 is included. The I / O bus interface 602 can be implemented using, for example, the RS-485 serial communication standard, Ethernet, etc. In order to identify the address of the termination module 124a and / or the address of the I / O card 132a, the termination module 124a is provided with an address identifier 604. The address identifier 604 may be configured to query the I / O card 132a (FIG. 1A) for a termination module address (eg, a network address) when the termination module 124a is plugged into the marshalling cabinet 122. In this manner, the termination module 124a can use the termination module address as a source address when communicating information to the I / O card 132a, and the I / O card 132a can use when terminating information to the termination module 124a. Use the termination module address as the destination address.

ターミネーションモジュール124aのさまざまな動作を制御するために、ターミネーションモジュール124aは、動作コントローラ606を提供されている。例示的な実装形態では、動作コントローラを、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを使用して実装することができる。動作コントローラ606は、命令またはコマンドを、例示的なターミネーションモジュール124aの他の部分に伝えて、これらの部分の動作を制御する。   In order to control the various operations of the termination module 124a, the termination module 124a is provided with an operation controller 606. In an exemplary implementation, the motion controller can be implemented using a microprocessor or microcontroller. The motion controller 606 communicates instructions or commands to other parts of the exemplary termination module 124a to control the operation of these parts.

例示的なターミネーションモジュール124aは、情報をI/Oカード132aとユニバーサルI/Oバス136aを介してやり取りするために、I/Oバス通信プロセッサ608を提供されている。例示の実施例では、I/Oバス通信プロセッサ608は、I/Oカード132aに送信するための情報をパケット化し、I/Oカード132aから受信した情報を逆パケット化する。例示の実施例では、I/Oバス通信プロセッサ608は、送信される各パケットのヘッダ情報を生成し、ヘッダ情報を受信したパケットから読み出す。例示的なヘッダ情報は、宛先アドレス(たとえば、I/Oカード132aのネットワークアドレス)と、ソースアドレス(たとえば、ターミネーションモジュール124aのネットワークアドレス)と、パケットタイプまたはデータタイプ(たとえば、アナログフィールドデバイス情報、フィールドデバイス情報、コマンド情報、温度情報、リアルタイムデータ値、など)と、エラーチェック情報(たとえば、巡回冗長検査(CRC))とを含む。いくつかの例示的な実装形態では、I/Oバス通信プロセッサ608と動作コントローラ606とを、同じマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを使用して実装することができる。   The exemplary termination module 124a is provided with an I / O bus communication processor 608 for exchanging information with the I / O card 132a via the universal I / O bus 136a. In the illustrated embodiment, the I / O bus communication processor 608 packetizes information for transmission to the I / O card 132a and depacketizes information received from the I / O card 132a. In the illustrated embodiment, the I / O bus communication processor 608 generates header information for each transmitted packet and reads the header information from the received packet. Exemplary header information includes destination address (eg, network address of I / O card 132a), source address (eg, network address of termination module 124a), and packet type or data type (eg, analog field device information, Field device information, command information, temperature information, real-time data values, etc.) and error check information (eg, cyclic redundancy check (CRC)). In some exemplary implementations, the I / O bus communication processor 608 and the operation controller 606 can be implemented using the same microprocessor or microcontroller.

フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報(たとえば、活動情報、データタイプ情報、状態情報、など)を提供(たとえば、取得及び/または生成)するために、ターミネーションモジュール124aは、ラベラー214(図2及び図3)を提供されている。ラベラー214を、図8に関連して以下で詳細に説明する。ターミネーションモジュール124aは、また、ラベラー214によって提供される、フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を表示する、ディスプレイ212(図2)を含む。   In order to provide (eg, obtain and / or generate) field device identification information and / or other field device information (eg, activity information, data type information, status information, etc.), termination module 124a may provide labeler 214 ( 2 and 3) are provided. The labeler 214 is described in detail below with respect to FIG. Termination module 124a also includes a display 212 (FIG. 2) that displays field device identification information and / or other field device information provided by labeler 214.

図1Aのフィールドデバイス112a(または他のフィールドデバイス)に提供される電力量を制御するために、ターミネーションモジュール124aは、フィールド電力コントローラ610を提供されている。例示の実施例では、マーシャリングキャビネット122の電源216(図2)は、電力をターミネーションモジュール124aに提供して、フィールドデバイス112aと通信するための通信チャネルインターフェースに電力を供給する。たとえば、いくつかのフィールドデバイスは、12ボルトを使用して通信し、他は、24ボルトを使用して通信する。例示の実施例では、フィールド電力コントローラ610は、電源216によってターミネーションモジュール124aに提供される電力を調整し、制御し、電圧を上げ、及び/または電圧を下げるように構成されている。いくつかの実施例では、電力調整は、マーシャリングキャビネットに関連する電力調整器218(図2)を介して達成される。いくつかの例示的な実装形態では、フィールド電力コントローラ610は、フィールドデバイスと通信するために使用される電力量、及び/またはフィールドデバイスに供給される電力量を制限して、引火性または可燃性の環境で火花が散るリスクを大幅に減らし、または排除する。   To control the amount of power provided to the field device 112a (or other field device) of FIG. 1A, the termination module 124a is provided with a field power controller 610. In the illustrated embodiment, the power source 216 (FIG. 2) of the marshalling cabinet 122 provides power to the termination module 124a to provide power to the communication channel interface for communicating with the field device 112a. For example, some field devices communicate using 12 volts and others communicate using 24 volts. In the exemplary embodiment, field power controller 610 is configured to regulate, control, increase voltage, and / or decrease voltage provided to power supply 216 to termination module 124a. In some embodiments, power regulation is achieved via a power conditioner 218 (FIG. 2) associated with the marshalling cabinet. In some exemplary implementations, the field power controller 610 limits the amount of power used to communicate with the field device and / or the amount of power supplied to the field device to make it flammable or combustible. Greatly reduce or eliminate the risk of sparks in the environment.

電源216(図2)から受信した電力を、ターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aのための電力に変換するために、ターミネーションモジュール124aは、電力変換器612を提供されている。例示の実施例では、ターミネーションモジュール124aを実装するために使用される回路は、フィールドデバイス112aによって要求される電圧レベルとは異なる、1つまたは複数の電圧レベル(たとえば、3.3V)を使用する。電力変換器612は、ターミネーションモジュール124aとフィールドデバイス112aとに異なる電圧レベルを、電源216から受信した電力を使用して提供するように構成されている。例示の実施例では、電力変換器612によって生成された電力出力を使用して、ターミネーションモジュール124aとフィールドデバイス112aとを起動させ、情報をターミネーションモジュール124aとフィールドデバイス112aとの間で伝える。いくつかのフィールドデバイス通信プロトコルは、他の通信プロトコルよりも比較的高いまたは低い、電圧レベル及び/または電流レベルを必要とする。例示の実施例では、フィールド電力コントローラ610は、電力変換器612を制御して、フィールドデバイス112aを起動する電圧レベルを提供し、フィールドデバイス112aと通信する。しかしながら、他の例示的な実装形態では、電力変換器612によって生成された電力出力を使用してターミネーションモジュール124aを起動させることができる一方、マーシャリングキャビネット122の外部の別の電源を使用して、フィールドデバイス112aを起動することができる。   In order to convert the power received from the power source 216 (FIG. 2) into power for the termination module 124a and / or the field device 112a, the termination module 124a is provided with a power converter 612. In the illustrated embodiment, the circuitry used to implement termination module 124a uses one or more voltage levels (eg, 3.3V) that are different from the voltage levels required by field device 112a. . The power converter 612 is configured to provide different voltage levels to the termination module 124a and the field device 112a using power received from the power source 216. In the illustrated embodiment, the power output generated by power converter 612 is used to activate termination module 124a and field device 112a to communicate information between termination module 124a and field device 112a. Some field device communication protocols require voltage levels and / or current levels that are relatively higher or lower than other communication protocols. In the illustrated embodiment, field power controller 610 controls power converter 612 to provide a voltage level to activate field device 112a and communicate with field device 112a. However, in other exemplary implementations, the power output generated by the power converter 612 can be used to activate the termination module 124a while using another power source external to the marshalling cabinet 122, The field device 112a can be activated.

ターミネーションモジュール124aの回路をI/Oカード132aから電気的に絶縁するために、ターミネーションモジュール124aは、1つまたは複数の絶縁デバイス614を提供されている。絶縁デバイス614を、ガルバニックアイソレータ及び/または光アイソレータを使用して実装することができる。例示的な絶縁構造を、図9に関連して以下に詳細に説明する。   To electrically isolate the termination module 124a circuit from the I / O card 132a, the termination module 124a is provided with one or more isolation devices 614. The isolation device 614 can be implemented using galvanic and / or optical isolators. An exemplary insulation structure is described in detail below with respect to FIG.

アナログ信号とデジタル信号との間で変換するために、ターミネーションモジュール124aは、デジタル/アナログ変換器616とアナログ/デジタル変換器618とを提供されている。デジタル/アナログ変換器616は、I/Oカード132aから受信したデジタル表示のアナログ値を、図1Aのフィールドデバイス112aに伝え得るアナログ値に変換するように構成されている。アナログ/デジタル変換器618は、フィールドデバイス112aから受信したアナログ値(たとえば、測定値)を、I/Oカード132aに伝え得るデジタル表示値に変換するように構成されている。ターミネーションモジュール124aがフィールドデバイス112aとデジタルで通信するように構成されている代替的な例示的な実装形態では、デジタル/アナログ変換器616とアナログ/デジタル変換器618とを、ターミネーションモジュール124aから省略することができる。   To convert between analog and digital signals, the termination module 124a is provided with a digital / analog converter 616 and an analog / digital converter 618. The digital / analog converter 616 is configured to convert the digital representation of the analog value received from the I / O card 132a into an analog value that can be transmitted to the field device 112a of FIG. 1A. The analog / digital converter 618 is configured to convert an analog value (eg, a measured value) received from the field device 112a into a digital display value that can be communicated to the I / O card 132a. In an alternative exemplary implementation where termination module 124a is configured to communicate digitally with field device 112a, digital / analog converter 616 and analog / digital converter 618 are omitted from termination module 124a. be able to.

フィールドデバイス112aとの通信を制御するために、ターミネーションモジュール124aは、フィールドデバイス通信プロセッサ620を提供されている。フィールドデバイス通信プロセッサ620は、I/Oカード132aから受信した情報が、フィールドデバイス112aに伝えるのに正しい形式及び電圧タイプ(たとえば、アナログまたはデジタル)であることを保証する。フィールドデバイス通信プロセッサ620は、また、フィールドデバイス112aがデジタル情報を使用して通信するように構成されている場合、情報をパケット化または逆パケット化するように構成されている。加えて、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス112aから受信した情報を抽出し、後でI/Oカード132aに伝えるために、情報をアナログ/デジタル変換器618及び/またはI/Oバス通信プロセッサ608に伝えるように構成されている。いくつかの実施例では、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス112aに関連する適切な通信プロトコルを識別することを補助する。たとえば、ターミネーションモジュール124aは、Profibus PAデバイスまたはFF−H1デバイスを含む、フィールドバス準拠デバイスと通信するように構成され得る。そのような実施例では、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス通信プロセッサ620がProfibus PA通信プロトコルに対応するテスト信号またはテスト要求の形式を整える、オートセンシングルーチンを実装する。フィールドデバイス112aが要求に応答する場合、フィールドデバイス112aは、Profibus PA準拠デバイスとして確認され、全てのそれ以降の通信は、Profibus PAプロトコルに基づいて形式を整えられる。フィールドデバイス112aがProfibus PA形式の要求に応答しない場合、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、FF−H1通信プロトコルに対応する第2の要求の形式を整えて、フィールドバスデバイス112aがFF−H1準拠デバイスかどうかを、フィールドデバイス112aが第2の要求に応答するかどうかに基づいて確認する。ターミネーションモジュール124aが、他のプロトコル(たとえば、HART)を使用して通信するように構成されている場合、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス112aに適切な通信プロトコルが検出されるまで、追加の要求を生成することができる。   In order to control communication with the field device 112a, the termination module 124a is provided with a field device communication processor 620. The field device communication processor 620 ensures that the information received from the I / O card 132a is in the correct format and voltage type (eg, analog or digital) to convey to the field device 112a. The field device communication processor 620 is also configured to packetize or depacketize information when the field device 112a is configured to communicate using digital information. In addition, field device communication processor 620 extracts information received from field device 112a and passes the information to analog / digital converter 618 and / or I / O bus communication processor for later transmission to I / O card 132a. 608 is configured to communicate to 608. In some embodiments, the field device communication processor 620 assists in identifying an appropriate communication protocol associated with the field device 112a. For example, termination module 124a may be configured to communicate with fieldbus compliant devices, including Profibus PA devices or FF-H1 devices. In such an embodiment, the field device communication processor 620 implements an autosensing routine in which the field device communication processor 620 formats a test signal or test request that corresponds to the Profibus PA communication protocol. If field device 112a responds to the request, field device 112a is identified as a Profibus PA compliant device, and all subsequent communications are formatted based on the Profibus PA protocol. When the field device 112a does not respond to the request in the Profibus PA format, the field device communication processor 620 prepares the format of the second request corresponding to the FF-H1 communication protocol, and determines whether the fieldbus device 112a is an FF-H1 compliant device. Whether or not the field device 112a responds to the second request. If termination module 124a is configured to communicate using other protocols (eg, HART), field device communication processor 620 may add additional communication protocols until field device 112a detects an appropriate communication protocol. A request can be generated.

いくつかの実施例では、そのようなオートセンシングルーチンは、周期的(または非周期的)に(たとえば、特定の閾値期間の後で)実装されて、ターミネーションモジュール124aに通信的に連結されたフィールドデバイスの変化を検出する。たとえば、オートセンシングルーチンは、ターミネーションモジュール124aに通信的に連結された導体130a上の、第1の、稼働中または一次フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a)と(図示しない)第2の、予備のフィールドデバイスとを検出することができる。第1のフィールドデバイスが故障した場合、ターミネーションモジュール124aは、これを、第1のフィールドデバイスとの通信の喪失によって検出することができる。いくつかのそのような実施例では、オートセンシングルーチンは、予備のデバイスを検出し、デバイス情報(たとえば、プレースホルダ情報、デバイスタイプ、ベンダ、バージョン、など)を、故障したデバイスのデバイス情報と比較する。いくつかの実施例では、デバイス情報が一致した(たとえば、一次フィールドデバイス及び予備のデバイスが、シリアル番号以外は同じデバイスである)場合、ターミネーションモジュール124aは、予備のフィールドデバイスで第1のフィールドデバイスを自動的に置き換えて、プロセスシステムの制御を継続する。加えて、または代替的には、いくつかの実施例では、デバイス情報がいくつかの違い(たとえば、異なるバージョンまたはベンダ)を含む場合、ターミネーションモジュール124aは、予備のフィールドデバイスを任命し、予備のフィールドデバイスとの通信を開始するが、オペレータまたはエンジニアが第1のフィールドデバイスを指定し、取り外し、及び/または予備のフィールドデバイスを新しい稼働中または一次デバイスに指定するまで、(切断されているが、第1のフィールドデバイスを一次デバイスとして示すことを継続しながら)「予備の」宛先を維持する。   In some embodiments, such an autosensing routine is implemented periodically (or aperiodically) (eg, after a certain threshold period) and is communicatively coupled to termination module 124a. Detect device changes. For example, the autosensing routine may include a first, active or primary field device (eg, field device 112a) and a second, spare (not shown) on conductor 130a communicatively coupled to termination module 124a. Field devices can be detected. If the first field device fails, the termination module 124a can detect this by loss of communication with the first field device. In some such embodiments, the autosensing routine detects a spare device and compares the device information (eg, placeholder information, device type, vendor, version, etc.) with the device information of the failed device. To do. In some embodiments, if the device information matches (eg, the primary field device and the spare device are the same device except for the serial number), the termination module 124a is the spare field device and the first field device. Is automatically replaced to continue control of the process system. In addition or alternatively, in some embodiments, if the device information includes several differences (eg, different versions or vendors), the termination module 124a may designate a spare field device and Initiates communication with the field device, but is disconnected (until the operator or engineer designates the first field device, removes, and / or designates the spare field device as a new active or primary device). Maintaining a “spare” destination (while continuing to indicate the first field device as the primary device).

例示の実施例では、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、また、フィールドデバイス112aから受信した情報にタイムスタンプを付けるように構成されている。ターミネーションモジュール124aでタイムスタンプを生成することで、ミリ秒未満範囲内のタイムスタンプ精度を使用したシーケンスオブイベント(SOE)動作を実装することが容易になる。たとえば、タイムスタンプと各情報とを、コントローラ104及び/またはワークステーション102に伝えることができる。たとえば、ワークステーション102(図1A)(または他のプロセッサシステム)によって実行されるシーケンスオブイベント動作をその後使用して、特定の動作状態(たとえば、故障モード)の前、間、及び/または後に起こったことを分析し、何が特定の動作状態を発生させたかを判断することができる。ミリ秒未満の範囲でタイムスタンプを付けることは、比較的高い精度を使用してイベントを捉えることを可能にする。いくつかの例示的な実装形態では、フィールドデバイス通信プロセッサと動作コントローラ606とを、同じマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを使用して実装することができる。   In the exemplary embodiment, field device communication processor 620 is also configured to time stamp information received from field device 112a. Generating a time stamp with the termination module 124a facilitates the implementation of a sequence of event (SOE) operation using a time stamp accuracy in the sub-millisecond range. For example, the time stamp and each information can be communicated to the controller 104 and / or the workstation 102. For example, sequence of event operations performed by workstation 102 (FIG. 1A) (or other processor system) may then be used to occur before, during, and / or after a particular operating condition (eg, failure mode). Can be analyzed to determine what caused a particular operating condition. Time stamping in the sub-millisecond range allows events to be captured using relatively high accuracy. In some exemplary implementations, the field device communication processor and the motion controller 606 can be implemented using the same microprocessor or microcontroller.

一般には、フィールドデバイス通信コントローラ620に類似のフィールドデバイス通信コントローラは、それと通信するように構成されているフィールドデバイスの種類に対応する、通信プロトコル機能または他の通信機能(たとえば、Fieldbus通信プロトコル機能、HART通信プロトコル機能、など)を提供されている。たとえば、フィールドデバイス112aがHARTデバイスとして実装されている場合、ターミネーションモジュール124aのフィールドデバイス通信コントローラ620は、HART通信プロトコル機能を提供されている。ターミネーションモジュール124aが、I/Oカード132aからフィールドデバイス112aに宛てられた情報を受信すると、フィールドデバイス通信コントローラ620は、情報をHART通信プロトコルに従って形式を整え、情報をフィールドデバイス112aに配信する。   In general, a field device communication controller similar to the field device communication controller 620 is a communication protocol function or other communication function (eg, Fieldbus communication protocol function, corresponding to the type of field device configured to communicate with it). HART communication protocol function, etc.). For example, when the field device 112a is implemented as a HART device, the field device communication controller 620 of the termination module 124a is provided with a HART communication protocol function. When the termination module 124a receives information addressed to the field device 112a from the I / O card 132a, the field device communication controller 620 formats the information in accordance with the HART communication protocol and distributes the information to the field device 112a.

例示の実施例では、フィールドデバイス通信コントローラ620は、パススルーメッセージを処理するように構成されている。パススルーメッセージは、ワークステーション(たとえば、図1Aのワークステーション102)で生じ、ペイロード(たとえば、通信パケットのデータ部分)として、コントローラ(たとえば、図1Aのコントローラ104)を介してフィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a)に配信するために、ターミネーションモジュール(たとえば、図1Aのターミネーションモジュール124a)に伝えられる。たとえば、ワークステーション102で生じ、フィールドデバイス112aに配信される予定のメッセージは、ワークステーション102において、通信プロトコル記述子(たとえば、HARTプロトコル記述子)をタグ付けされ、及び/またはフィールドデバイス112aの通信プロトコルに従って形式を整えられる。次いで、ワークステーション102は、メッセージを、1つまたは複数の通信パケットから成るペイロードに包んで、メッセージをワークステーション102から、I/Oコントローラ104を介して、ターミネーションモジュール124aに、パススルーメッセージとして配信する。メッセージを包むことは、たとえば、メッセージをヘッダ情報の中に、フィールドデバイスと通信するために使用される通信プロトコル(たとえば、Fieldbusプロトコル、HARTプロトコル、など)に従ってパケット化することを伴う。ターミネーションモジュール124aがパススルーメッセージを含む通信パケットをI/Oカード132から受信すると、I/Oバス通信プロセッサ608(図6)は、ペイロードを受信した通信パケットから抽出する。フィールドデバイス通信コントローラ620 (図6)は、次いで、パススルーメッセージをペイロードから取り出し、(ワークステーション102でまだ形式を整えられていない場合)メッセージをワークステーション102によって生成された通信プロトコル記述子に従って形式を整え、メッセージをフィールドデバイス112aに伝える。   In the exemplary embodiment, field device communication controller 620 is configured to process pass-through messages. A pass-through message occurs at a workstation (eg, workstation 102 of FIG. 1A) and as a payload (eg, a data portion of a communication packet) via a controller (eg, controller 104 of FIG. 1A) via a field device (eg, field It is communicated to a termination module (eg, termination module 124a in FIG. 1A) for delivery to device 112a). For example, messages that originate at workstation 102 and are to be delivered to field device 112a are tagged with a communication protocol descriptor (eg, HART protocol descriptor) at workstation 102 and / or communicated with field device 112a. Can be formatted according to protocol. The workstation 102 then wraps the message in a payload consisting of one or more communication packets and delivers the message as a pass-through message from the workstation 102 via the I / O controller 104 to the termination module 124a. . Wrapping the message involves, for example, packetizing the message in header information according to the communication protocol (eg, Fieldbus protocol, HART protocol, etc.) used to communicate with the field device. When the termination module 124a receives a communication packet including a pass-through message from the I / O card 132, the I / O bus communication processor 608 (FIG. 6) extracts the payload from the received communication packet. The field device communication controller 620 (FIG. 6) then retrieves the pass-through message from the payload and formats the message (if not already formatted at the workstation 102) according to the communication protocol descriptor generated by the workstation 102. Arrange the message to the field device 112a.

フィールドデバイス通信コントローラ620は、また、パススルーメッセージをワークステーション102に同様の方法で伝えるように構成されている。たとえば、フィールドデバイス112aがワークステーション102に配信される予定のメッセージ(たとえば、ワークステーションメッセージまたは他のメッセージへの応答)を生成した場合、フィールドデバイス通信コントローラ620は、フィールドデバイス112aからのメッセージを、1つまたは複数の通信パケットから成るペイロードに包み、I/Oバス通信プロセッサ608は、包まれたメッセージを含む1つまたは複数のパケットをI/Oカード132aに伝える。ワークステーション102が、包まれたメッセージを含むパケットをコントローラ104から受信すると、ワークステーション102は、メッセージを取り出し、処理する。   Field device communication controller 620 is also configured to communicate pass-through messages to workstation 102 in a similar manner. For example, if the field device 112a generates a message that is to be delivered to the workstation 102 (eg, a response to a workstation message or other message), the field device communication controller 620 may send a message from the field device 112a to Wrapped in a payload consisting of one or more communication packets, the I / O bus communication processor 608 communicates one or more packets containing the wrapped message to the I / O card 132a. When the workstation 102 receives a packet containing a wrapped message from the controller 104, the workstation 102 retrieves and processes the message.

ターミネーションモジュール124aは、ターミネーションモジュール124aをフィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a)に通信的に連結するように構成された、フィールドデバイスインタフェース622を提供されている。たとえば、フィールドデバイスインタフェース622は、図4と図5とのターミネーションねじ406に、接点404(図4)のうちの1つまたは複数を介して通信的に連結され得る。   Termination module 124a is provided with a field device interface 622 configured to communicatively couple termination module 124a to a field device (eg, field device 112a of FIG. 1A). For example, the field device interface 622 can be communicatively coupled to the termination screw 406 of FIGS. 4 and 5 via one or more of the contacts 404 (FIG. 4).

いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール124aは、フィールドデバイスがフィールドバス準拠の時に、関連フィールドデバイスに関して高度な診断を提供するように構成された、フィールドバス診断アナライザ624を提供されている。フィールドバス診断アナライザ624は、動作中に、物理的配線(たとえば、図1Aの第1の導体130a)と関連通信との状態に関して測定を行う。たとえば、フィールドバス診断アナライザ624は、供給電圧、負荷電流、信号レベル、ラインノイズ、及び/またはジッターを測定することができる。同様の機能を有する高度診断モジュールを伝統的なフィールドバスアーキテクチャに組み込むことができるが、フィールドバス診断アナライザ624によって提供される診断は、より信頼性が高い及び/または堅固であり得、それは、ターミネーションモジュール124aが、伝統的なフィールドバスセグメントのマルチドロップアーキテクチャにおける複数のデバイスを診断する必要がなく、1つのフィールドデバイスのみにポイントツーポイントアーキテクチャで連結されているからである。   In some embodiments, the termination module 124a is provided with a fieldbus diagnostic analyzer 624 that is configured to provide advanced diagnostics for the associated field device when the field device is fieldbus compliant. During operation, fieldbus diagnostic analyzer 624 performs measurements on the state of physical wiring (eg, first conductor 130a in FIG. 1A) and associated communications. For example, the fieldbus diagnostic analyzer 624 can measure supply voltage, load current, signal level, line noise, and / or jitter. Although advanced diagnostic modules with similar functionality can be incorporated into traditional fieldbus architectures, the diagnostics provided by the fieldbus diagnostic analyzer 624 can be more reliable and / or robust, which is This is because module 124a does not need to diagnose multiple devices in a traditional fieldbus segment multi-drop architecture and is linked to only one field device in a point-to-point architecture.

ここで図7を参照すると、図1Aの例示的なI/Oカード132aは、I/Oカード132aをコントローラ104(図1A)に通信的に連結するための通信インターフェース702を含む。加えて、例示的なI/Oカード132aは、コントローラ104との通信を制御し、コントローラ104とやり取りする情報を入れ、取り出す、通信プロセッサ704を含む。例示の実施例では、通信インターフェース702及び通信プロセッサ704は、コントローラ104に、コントローラ104に配信される予定の情報とワークステーション102(図1A)に配信される予定の情報とを伝えるように構成されている。ワークステーション102に配信される予定の情報を伝えるために、通信インターフェース702は、情報(たとえば、フィールドデバイス112a〜c、ターミネーションモジュール124a〜c、及び/またはI/Oカード132aからの情報)を、1つまたは複数の通信パケットから成るペイロードの中に、通信プロトコル(たとえば、通信制御プロトコル(TCP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)など)に従って包んで、情報を含むパケットをワークステーション102に伝えるように構成され得る。ワークステーション102は、次いで、受信したパケットからのペイロードを取り出し、ペイロード中の情報を取り出す。例示の実施例では、通信インターフェース702によってワークステーション102に伝えられたパケットのペイロード中の情報は、1つまたは複数のラッパーを含むことができる。たとえば、フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a)で生じた情報は、フィールドデバイス通信プロトコルラッパー(たとえば、FOUNDATIONフィールドバス通信プロトコルラッパー、HART通信プロトコルラッパー、など)の中に包まれ得、通信インターフェース702が、情報を、TCPベースのプロトコル、UDPベースのプロトコル、またはコントローラ104が後で情報をワークステーション102に伝えることを可能にする他のプロトコルに従って包む。同様な方法で、通信インターフェース702は、ワークステーション102によってコントローラ104に伝えられ、フィールドデバイス112a〜c、ターミネーションモジュール124a〜c、及び/またはI/Oカード132aに配信される予定の情報を取り出すように構成され得る。   Referring now to FIG. 7, the exemplary I / O card 132a of FIG. 1A includes a communication interface 702 for communicatively coupling the I / O card 132a to the controller 104 (FIG. 1A). In addition, the exemplary I / O card 132a includes a communication processor 704 that controls communication with the controller 104 and enters and retrieves information to and from the controller 104. In the exemplary embodiment, communication interface 702 and communication processor 704 are configured to communicate to controller 104 information that is to be delivered to controller 104 and information that is to be delivered to workstation 102 (FIG. 1A). ing. In order to convey information that is to be delivered to the workstation 102, the communication interface 702 may send information (eg, information from field devices 112a-c, termination modules 124a-c, and / or I / O card 132a), Wrapping in a payload consisting of one or more communication packets according to a communication protocol (eg, communication control protocol (TCP), user datagram protocol (UDP), etc.) to convey the packet containing information to the workstation 102 Can be configured. The workstation 102 then retrieves the payload from the received packet and retrieves the information in the payload. In the illustrative example, the information in the payload of the packet communicated to the workstation 102 by the communication interface 702 can include one or more wrappers. For example, information generated at a field device (eg, field device 112a) may be wrapped in a field device communication protocol wrapper (eg, FOUNDATION fieldbus communication protocol wrapper, HART communication protocol wrapper, etc.), and communication interface 702 may be , Wrap the information according to a TCP-based protocol, a UDP-based protocol, or other protocol that allows the controller 104 to later communicate the information to the workstation 102. In a similar manner, the communication interface 702 retrieves information that is communicated by the workstation 102 to the controller 104 to be delivered to the field devices 112a-c, termination modules 124a-c, and / or the I / O card 132a. Can be configured.

代替的な例示的な実装形態では、通信インターフェース702及び通信プロセッサ704は、(フィールドデバイス通信プロトコルラッパーを有するまたは有さない)情報を、コントローラ104に伝えることができ、コントローラ104は、ワークステーション102に配信される予定の情報を、上記で説明したものと同じ方法でパケット化することができる。通信インターフェース702と通信プロセッサ704とを、有線または無線の通信規格を使用して実装することができる。   In an alternative exemplary implementation, communication interface 702 and communication processor 704 can communicate information (with or without field device communication protocol wrappers) to controller 104, which can be Can be packetized in the same way as described above. The communication interface 702 and the communication processor 704 can be implemented using a wired or wireless communication standard.

たとえば、図1Cの例示の実施例などの代替的な例示的な実装形態では、通信インターフェース702及び通信プロセッサ704は、ワークステーション102及び/またはコントローラ162と、LAN106を介して通信するように構成され得る。   For example, in an alternative exemplary implementation, such as the exemplary embodiment of FIG. 1C, communication interface 702 and communication processor 704 are configured to communicate with workstation 102 and / or controller 162 via LAN 106. obtain.

ユーザがI/Oカード132aと交流及び/またはそれにアクセスすることを可能にするために、I/Oカード132aは、1つまたは複数のユーザインターフェースポート706を提供されている。例示の実施例では、ユーザインターフェースポート706は、キーボードインターフェースポート703と、携帯型ハンドヘルドコンピュータ(たとえば、携帯情報端末(PDA)、タブレットPC、など)インターフェースポート707とを含む。たとえば、PDA708は、ユーザインターフェースポート706に、無線通信を使用して通信的に連結されて示されている。   To allow the user to interact with and / or access the I / O card 132a, the I / O card 132a is provided with one or more user interface ports 706. In the illustrated embodiment, user interface port 706 includes a keyboard interface port 703 and a portable handheld computer (eg, personal digital assistant (PDA), tablet PC, etc.) interface port 707. For example, PDA 708 is shown communicatively coupled to user interface port 706 using wireless communication.

I/Oカード132aをユニバーサルI/Oバス136a(図1A)に通信的に連結するために、I/Oカード132aは、I/Oバスインターフェース710を提供されている。I/Oバス136aを介してやり取りされた通信情報を処理し、I/Oバス136aを介して行われる通信を制御するために、I/Oカード132aは、I/Oバス通信プロセッサ 712を提供されている。I/Oバスインターフェース710は、図6のI/Oバスインターフェース602と同様または同じであることができ、I/Oバス通信プロセッサ 712は、図6のI/Oバス通信プロセッサ608と同様または同じであることができる。図1Aのコントローラ104によって提供される電力を、I/Oカード132aに電力を供給し、動作させるのに必要な電力、及び/またはターミネーションモジュール124a〜cと通信するのに必要な電力に変換するために、I/Oカード132aは、電力変換器714を提供されている。   To communicatively couple the I / O card 132a to the universal I / O bus 136a (FIG. 1A), the I / O card 132a is provided with an I / O bus interface 710. The I / O card 132a provides an I / O bus communication processor 712 to process communication information exchanged via the I / O bus 136a and to control communications performed via the I / O bus 136a. Has been. The I / O bus interface 710 can be similar to or the same as the I / O bus interface 602 of FIG. 6, and the I / O bus communication processor 712 is similar to or the same as the I / O bus communication processor 608 of FIG. Can be. The power provided by the controller 104 of FIG. 1A is converted to power required to supply and operate the I / O card 132a and / or to communicate with the termination modules 124a-c. Therefore, the I / O card 132a is provided with a power converter 714.

ここで図8を参照すると、例示的なラベラー214は、ラベラー214をターミネーションモジュール(たとえば、図1Aと図2と図4と図5と図6とのターミネーションモジュール124a)及び/またはフィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a)に通信的に連結して、フィールドデバイス識別情報(たとえば、デバイスタグ値、デバイス名、電子シリアル番号、など)及び/または他のフィールドデバイス情報(たとえば、活動情報、データタイプ情報、状態情報、など)を読み出すように構成された、通信インターフェース802を含む。ターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aとの通信を制御するために、ラベラー214は、通信プロセッサ804を提供されている。   Referring now to FIG. 8, the exemplary labeler 214 replaces the labeler 214 with a termination module (eg, the termination module 124a of FIGS. 1A, 2, 4, 5, and 6) and / or a field device (eg, , Communicatively coupled to field device 112a) of FIG. 1A, and field device identification information (eg, device tag value, device name, electronic serial number, etc.) and / or other field device information (eg, activity information, Including a communication interface 802 configured to read data type information, status information, etc.). To control communication with the termination module 124a and / or field device 112a, the labeler 214 is provided with a communication processor 804.

フィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a)への接続を検出するために、ラベラー214は、接続検出器806を提供されている。接続検出器806を、フィールドデバイス112aがターミネーションモジュール124aに接続されている時を検出する、たとえば、電圧センサ、電流センサ、論理回路、などを使用して実装することができる。例示の実施例では、接続検出器806が、フィールドデバイス112aがターミネーションモジュール124aに接続されていると判断すると、接続検出器806は、通知(たとえば、割り込み)が検出した接続を示して通信プロセッサ804に伝えられるようにする。通信プロセッサ804は、次いで、ターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aに、フィールドデバイス112aのフィールドデバイス識別情報を問い合わせる。例示的な実装形態では、接続検出器806は、また、たとえば、マルチドロップ接続、ポイントツーポイント接続、稼働中のフィールドデバイスと非稼働中の予備のフィールドデバイスとへのポイントツーポイント接続、無線メッシュネットワーク接続、光接続、などの、フィールドデバイス112aをターミネーションモジュール124aに通信的に連結する接続の種類を判断するように構成され得る。   To detect a connection to a field device (eg, field device 112a in FIG. 1A), labeler 214 is provided with a connection detector 806. The connection detector 806 can be implemented using, for example, a voltage sensor, a current sensor, a logic circuit, etc. that detects when the field device 112a is connected to the termination module 124a. In the illustrated embodiment, when connection detector 806 determines that field device 112a is connected to termination module 124a, connection detector 806 indicates a connection detected by a notification (eg, an interrupt) to indicate communication processor 804. To be communicated to. The communication processor 804 then queries the termination module 124a and / or the field device 112a for field device identification information of the field device 112a. In an exemplary implementation, the connection detector 806 also includes, for example, a multi-drop connection, a point-to-point connection, a point-to-point connection to a working field device and a non-working spare field device, a wireless mesh It may be configured to determine the type of connection that communicatively couples the field device 112a to the termination module 124a, such as a network connection, an optical connection, and the like.

フィールドデバイス識別情報及び/または他のフィールドデバイス情報を表示するために、ラベラー214は、ディスプレイインターフェース808を提供されている。例示の実施例では、ディスプレイインターフェース808は、液晶ディスプレイ(LCD)を動かし、制御するように構成されている。たとえば、ディスプレイインターフェース808は、ターミネーションモジュール124aに取り付けされたLCDディスプレイ212(図2)、またはマーシャリングキャビネット300(図3)に取り付けられたLCDディスプレイ310を制御するように構成され得る。しかしながら、他の例示的な実装形態では、ディスプレイインターフェース808は、代わりに、他のディスプレイタイプを動かすように構成され得る。   The labeler 214 is provided with a display interface 808 to display field device identification information and / or other field device information. In the illustrated embodiment, display interface 808 is configured to move and control a liquid crystal display (LCD). For example, the display interface 808 may be configured to control the LCD display 212 (FIG. 2) attached to the termination module 124a, or the LCD display 310 attached to the marshalling cabinet 300 (FIG. 3). However, in other exemplary implementations, the display interface 808 may instead be configured to move other display types.

フィールドデバイス112aの動作を検出するために、ラベラー214は、フィールドデバイス活動検出器810を提供されている。例示の実施例では、通信プロセッサ804がデータをターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aから受信すると、通信プロセッサ804は、受信したデータをフィールドデバイス活動検出器810に伝える。フィールドデバイス活動検出器810は、次いで、たとえば、フィールドデバイス112aによって生成された、測定情報(たとえば、温度、圧力、ライン電圧、など)または他の監視情報(たとえば、バルブ閉、バルブ開、など)を含むデータから、プロセス変数(PV)値を抽出する。ディスプレイインターフェース808は、次いで、フィールドデバイス活動情報(たとえば、PV値、測定情報、監視情報、など)を表示することができる。   In order to detect the operation of the field device 112a, the labeler 214 is provided with a field device activity detector 810. In the illustrated embodiment, when communication processor 804 receives data from termination module 124a and / or field device 112a, communication processor 804 communicates the received data to field device activity detector 810. The field device activity detector 810 then measures, for example, measurement information (eg, temperature, pressure, line voltage, etc.) or other monitoring information (eg, valve close, valve open, etc.) generated by the field device 112a. The process variable (PV) value is extracted from the data including The display interface 808 can then display field device activity information (eg, PV value, measurement information, monitoring information, etc.).

フィールドデバイス112aの状態を検出するために、ラベラー214は、フィールドデバイス状態検出器812を提供されている。フィールドデバイス状態検出器812は、フィールドデバイス112aに関連する状態情報(たとえば、デバイスオン、デバイスオフ、デバイスエラー、デバイスアラーム、デバイスヘルス(開ループ、ショート、など)、デバイス通信状態、など)を、通信プロセッサ804によって、ターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aから受信されたデータから抽出するように構成されている。いくつかの実施例では、状態情報は、フィールドバス診断アナライザ624(図6)を介して取得したデータに基づいた情報を含む。ディスプレイインターフェース808は、次いで、受信した状態情報を表示することができる。   In order to detect the state of the field device 112a, the labeler 214 is provided with a field device state detector 812. Field device status detector 812 provides status information (eg, device on, device off, device error, device alarm, device health (open loop, short, etc.), device communication status, etc.) associated with field device 112a. The communication processor 804 is configured to extract from data received from the termination module 124a and / or the field device 112a. In some embodiments, the status information includes information based on data obtained via fieldbus diagnostic analyzer 624 (FIG. 6). The display interface 808 can then display the received status information.

フィールドデバイス112aを識別するために、ラベラー214は、フィールドデバイス識別器814を提供されている。フィールドデバイス識別器814は、フィールドデバイス識別情報(たとえば、デバイスタグ値、デバイス名、電子シリアル番号、など)を、通信プロセッサによってターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aから受信されたデータから抽出するように構成されている。ディスプレイインターフェース808は、次いで、フィールドデバイス識別情報を表示することができる。例示的な実装形態では、フィールドデバイス識別器814は、また、フィールドデバイスタイプ(たとえば、バルブアクチュエータ、圧力センサ、温度センサ、流量センサ、など)を検出するように構成され得る。いくつかの実施例では、フィールドデバイス識別器814は、フィールドデバイス112aに関連する適切な通信プロトコルを、図6に関連して上記で説明したフィールドデバイス通信プロセッサ620と同じまたは同様の方法で、またはそれと組み合わせて、識別するように構成されている。   To identify the field device 112a, the labeler 214 is provided with a field device identifier 814. The field device identifier 814 extracts field device identification information (eg, device tag value, device name, electronic serial number, etc.) from data received from the termination module 124a and / or the field device 112a by the communication processor. It is configured. The display interface 808 can then display field device identification information. In an exemplary implementation, field device identifier 814 may also be configured to detect a field device type (eg, valve actuator, pressure sensor, temperature sensor, flow sensor, etc.). In some embodiments, the field device identifier 814 determines the appropriate communication protocol associated with the field device 112a in the same or similar manner as the field device communication processor 620 described above with respect to FIG. It is configured to be identified in combination with it.

フィールドデバイス112aに関連するデータタイプ(たとえば、アナログまたはデジタル)を識別するために、ラベラー214は、データタイプ識別器816を提供されている。データタイプ識別器816は、データタイプ識別情報を、通信プロセッサによってターミネーションモジュール124a及び/またはフィールドデバイス112aから受信されたデータから抽出するように構成されている。たとえば、ターミネーションモジュール124aは、それを伝えるように構成されている、フィールドデバイスの種類(たとえば、アナログ、デジタル、など)を示すデータタイプ記述子変数を記憶することがき、ターミネーションモジュール124aは、データタイプ記述子変数をラベラー214の通信プロセッサ804に伝えることができる。ディスプレイインターフェース808は、次いで、データタイプを表示することができる。いくつかの実施例では、データタイプ識別器816は、フィールドデバイス識別器814によって識別された通信プロトコルを使用して、フィールドデバイス112aに関連するデータタイプを判断する。   To identify the data type (eg, analog or digital) associated with the field device 112a, the labeler 214 is provided with a data type identifier 816. The data type identifier 816 is configured to extract data type identification information from data received by the communication processor from the termination module 124a and / or the field device 112a. For example, the termination module 124a can store a data type descriptor variable indicating the type of field device (eg, analog, digital, etc.) that is configured to convey it, and the termination module 124a can store the data type The descriptor variable can be communicated to the communication processor 804 of the labeler 214. The display interface 808 can then display the data type. In some embodiments, the data type identifier 816 uses the communication protocol identified by the field device identifier 814 to determine the data type associated with the field device 112a.

図9は、ターミネーションモジュール124a〜bを互いに、またフィールドデバイス112a〜bをユニバーサルI/Oバス136aから電気的に絶縁するために、図1Aの例示的なターミネーションモジュール124aとターミネーションモジュール124bとに関連して実装され得る、絶縁回路構成を示している。例示の実施例では、ターミネーションモジュール124a〜bの各々は、各ターミネーションモジュール回路902とターミネーションモジュール回路904(たとえば、図6に関連して上記で説明したブロックのうちの1つまたは複数)を含む。加えて、ターミネーションモジュール124a〜bは、それらの各フィールドデバイス112a〜bに、フィールドジャンクションボックス120aを介して接続されている。また、ターミネーションモジュール124a〜bは、ユニバーサルI/Oバス136aと電源216とに接続されている。ターミネーションモジュール回路902をユニバーサルI/Oバス136aから電気的に絶縁するために、ターミネーションモジュール124aは、絶縁回路906を提供されている。このようにして、ターミネーションモジュール回路902は、電力サージまたは他の電力変動がフィールドデバイス112aで発生した場合、ユニバーサルI/Oバス136aの電圧に影響を与えずに、またI/Oカード132a(図1A)に損傷を与えずに、フィールドデバイス112aの電圧レベルに従う(たとえば、フロートする)ように構成され得る。ターミネーションモジュール124bは、また、ターミネーションモジュール回路904をユニバーサルI/Oバス136aから絶縁するように構成された絶縁回路908を含む。ターミネーションモジュール124a〜bに実装された、絶縁回路906と絶縁回路908と他の絶縁回路とを、光絶縁回路またはガルバニック絶縁回路を使用して実装することができる。   FIG. 9 relates to the exemplary termination module 124a and termination module 124b of FIG. 1A to electrically isolate the termination modules 124a-b from each other and the field devices 112a-b from the universal I / O bus 136a. 2 shows an isolation circuit configuration that can be implemented as follows. In the exemplary embodiment, each of termination modules 124a-b includes a respective termination module circuit 902 and termination module circuit 904 (eg, one or more of the blocks described above in connection with FIG. 6). In addition, the termination modules 124a-b are connected to their respective field devices 112a-b via a field junction box 120a. Further, the termination modules 124a and 124b are connected to the universal I / O bus 136a and the power source 216. In order to electrically isolate the termination module circuit 902 from the universal I / O bus 136a, the termination module 124a is provided with an isolation circuit 906. In this manner, the termination module circuit 902 does not affect the voltage on the universal I / O bus 136a when a power surge or other power fluctuation occurs in the field device 112a, and the I / O card 132a (FIG. 1A) can be configured to follow (eg, float) the voltage level of the field device 112a without damaging it. Termination module 124b also includes an isolation circuit 908 configured to isolate termination module circuit 904 from universal I / O bus 136a. The insulating circuit 906, the insulating circuit 908, and other insulating circuits mounted on the termination modules 124a and 124b can be mounted using an optical insulating circuit or a galvanic insulating circuit.

ターミネーションモジュール回路902を電源216から絶縁するために、ターミネーションモジュール124aは、絶縁回路910を提供されている。同様に、ターミネーションモジュール124bは、ターミネーションモジュール回路904を電源216から絶縁する絶縁回路912を提供されている。ターミネーションモジュール回路902とターミネーションモジュール904とを電源216から絶縁することによって、フィールドデバイス112a〜bに関連する電力変動(たとえば、電力サージ、電流スパイク、など)は、電源216に損害を与えない。また、ターミネーションモジュール124a〜bのうちの1つにおける電力変動は、ターミネーションモジュール124a〜bの他方の動作に損害を与えず、または影響を与えない。   In order to insulate the termination module circuit 902 from the power source 216, the termination module 124a is provided with an isolation circuit 910. Similarly, the termination module 124 b is provided with an isolation circuit 912 that insulates the termination module circuit 904 from the power source 216. By isolating the termination module circuit 902 and the termination module 904 from the power source 216, power fluctuations (eg, power surges, current spikes, etc.) associated with the field devices 112a-b do not damage the power source 216. Also, power fluctuations in one of the termination modules 124a-b do not damage or affect the other operation of the termination modules 124a-b.

知られているプロセス制御システムでは、絶縁回路は、知られているマーシャリングキャビネット内に提供されており、それによって、知られているターミネーションモジュールが使用できる空間量を減少させている。しかしながら、図9の例示の実施例に示す通り、絶縁回路906と絶縁回路910と絶縁回路908と絶縁回路912とをターミネーションモジュール124aとターミネーションモジュール124bとの中に提供することは、絶縁回路のためにマーシャリングキャビネット122(図1A及び図2)内に必要とする空間量を減らし、したがって、ターミネーションモジュール(たとえば、ターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜c)のために使用することができる空間量を増加させる。加えて、絶縁回路(たとえば、絶縁回路906、908、910、及び912)をターミネーションモジュール(たとえば、ターミネーションモジュール124a〜b)内に実装することは、絶縁が必要なターミネーションモジュールのみで絶縁回路を選択的に使用することを可能にする。たとえば、図1Aのターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとのうちのいくつかを、絶縁回路なしに実装することができる。   In known process control systems, an isolation circuit is provided in a known marshalling cabinet, thereby reducing the amount of space available to known termination modules. However, providing the isolation circuit 906, the isolation circuit 910, the isolation circuit 908, and the isolation circuit 912 in the termination module 124a and the termination module 124b as shown in the exemplary embodiment of FIG. Reduces the amount of space required in the marshalling cabinet 122 (FIGS. 1A and 2), and therefore can be used for termination modules (eg, termination modules 124a-c and termination modules 126a-c). Increase. In addition, mounting an isolation circuit (eg, isolation circuits 906, 908, 910, and 912) within a termination module (eg, termination modules 124a-b) selects the isolation circuit only with the termination module that requires isolation. To be able to use it. For example, some of the termination modules 124a-c and termination modules 126a-c of FIG. 1A can be implemented without isolation circuitry.

図10A、図10B、図11A、図11B、図12、及び図15は、ターミネーションモジュール(たとえば、図1Aと図2と図4〜6とのターミネーションモジュール124a、及び/または図13Bのターミネーションモジュール1332a)と、I/Oカード(たとえば、図1Aと図7とのI/Oカード132a)と、ラベラー(たとえば、図2と図3と図8とのラベラー214)とを実装するために使用され得る、例示的な方法のフローチャートである。いくつかの例示的な実装形態では、図10Aと図10Bと図11Aと図11Bと図12と図15との例示的な方法を、プロセッサ(たとえば、図16の例示的なプロセッサシステム1610に示したプロセッサ1612)によって実行されるプログラムを備える、機械可読命令を使用して実装することができる。プログラムを、CD−ROM、フロッピーディスク、ハードドライブ、デジタル多用途ディスク(DVD)、またはプロセッサ1612に関連するメモリなどの有形媒体上に記憶されたソフトウェアで具体化し、及び/またはよく知られた方法で、ファームウェア及び/または専用ハードウェアで具体化することができる。さらに、例示的なプログラムを、図10Aと図10Bと図11Aと図11Bと図12と図15とに例示したフローチャートを参照して説明するが、本明細書で説明する例示的なターミネーションモジュール124aと例示的なターミネーションモジュール1332aと例示的なI/Oカード132aと例示的なラベラー214とを実装する、多くの他の方法を代替的に使用することができる、ということを当業者は容易に理解する。たとえば、ブロックの実行順序を変更することができ、及び/または説明するブロックのうちのいくつかを変更し、削除し、または結合することができる。   FIGS. 10A, 10B, 11A, 11B, 12, and 15 illustrate termination modules (eg, termination module 124a of FIGS. 1A, 2 and 4-6, and / or termination module 1332a of FIG. 13B). ), An I / O card (eg, I / O card 132a in FIGS. 1A and 7), and a labeler (eg, labeler 214 in FIGS. 2, 3, and 8). FIG. 6 is a flowchart of an exemplary method obtained. FIG. In some exemplary implementations, the exemplary methods of FIGS. 10A, 10B, 11A, 11B, 12 and 15 are illustrated in a processor (eg, the exemplary processor system 1610 of FIG. 16). Can be implemented using machine-readable instructions comprising a program executed by a processor 1612). A method well-known and / or embodied in software stored on a tangible medium, such as a CD-ROM, floppy disk, hard drive, digital versatile disk (DVD), or memory associated with processor 1612 Thus, it can be implemented with firmware and / or dedicated hardware. Further, an exemplary program will be described with reference to the flowcharts illustrated in FIGS. 10A, 10B, 11A, 11B, 12, and 15, but the exemplary termination module 124a described herein. Those skilled in the art will readily appreciate that many other methods of implementing the exemplary termination module 1332a, the exemplary I / O card 132a, and the exemplary labeler 214 can alternatively be used. to understand. For example, the execution order of the blocks can be changed and / or some of the described blocks can be changed, deleted, or combined.

図10Aと図10Bとを詳細に参照して、図10のAと図10Bとの例示的な方法を、図1Aと図2と図4〜6との例示的なターミネーションモジュール124aとに関連して説明する。しかしながら、図10のAと図10Bとの例示的な方法を使用して、他のターミネーションモジュールを実装することができる。図10Aと図10Bとのフローチャートを使用して、例示的なターミネーションモジュール124aが、どのように情報をフィールドデバイス112aとI/Oカード132aとの間で伝えるかを説明する。初めに、ターミネーションモジュール124aは、それが通信情報を受信したかどうかを判断する(ブロック1002)。たとえば、ターミネーションモジュール124aは、I/Oバス通信プロセッサ608(図6)またはフィールドデバイス通信プロセッサ620が、たとえば、割り込みまたは状態レジスタを介して、通信情報を受信したことを示す場合、通信情報を受信したと判断する。ターミネーションモジュール124aが、通信情報を受信していないと判断した場合(ブロック1002)、制御は、ターミネーションモジュール124aが通信情報を受信するまで、ブロック1002に留まる。   Referring to FIGS. 10A and 10B in detail, the exemplary method of FIGS. 10A and 10B will be described in connection with the exemplary termination module 124a of FIGS. 1A, 2 and 4-6. I will explain. However, other termination modules can be implemented using the exemplary method of FIGS. 10A and 10B. The flowcharts of FIGS. 10A and 10B are used to illustrate how the exemplary termination module 124a communicates information between the field device 112a and the I / O card 132a. Initially, termination module 124a determines whether it has received communication information (block 1002). For example, termination module 124a receives communication information if I / O bus communication processor 608 (FIG. 6) or field device communication processor 620 indicates that it has received communication information, eg, via an interrupt or status register. Judge that If the termination module 124a determines that communication information has not been received (block 1002), control remains at block 1002 until the termination module 124a receives communication information.

ターミネーションモジュール124aが通信情報を受信した場合(ブロック1002)、ターミネーションモジュール124aは、それが通信情報をフィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a)から受信したかどうかを、たとえば、フィールドデバイス通信プロセッサ620(図6)の割り込みまたは状態レジスタに基づいて判断する(ブロック1004)。ターミネーションモジュール124aが、それが通信情報をフィールドデバイス112aから受信したと判断した場合(ブロック1004)、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス情報とフィールドデバイス識別情報とを、フィールドデバイス112aに関連する受信した通信情報から、フィールドデバイス通信プロトコルに基づいて抽出する(ブロック1006)。フィールドデバイス情報は、たとえば、フィールドデバイス識別情報(たとえば、デバイスタグ、電子シリアル番号、など)、フィールドデバイス状態情報(たとえば、通信状態、診断ヘルス情報(開ループ、ショート、など))、フィールドデバイス活動情報(たとえば、プロセス変数(PV)値)、フィールドデバイス説明情報(たとえば、バルブアクチュエータ、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、などの、たとえば、フィールドデバイスタイプまたは機能)、フィールドデバイス接続構成情報(たとえば、マルチドロップバス接続、ポイントツーポイント接続、など)、フィールドデバイスバスまたはセグメント識別情報(たとえば、それを介してフィールドデバイスがターミネーションモジュールに通信的に連結される、フィールドデバイスバスまたはフィールドデバイスセグメント)、及び/またはフィールドデバイスデータタイプ情報(たとえば、アナログイン(AI)データタイプ、アナログアウト(AO)データタイプ、ディスクリートイン(DI)データタイプ(たとえば、デジタルインデータタイプ)、ディスクリートアウト(DO)データタイプ(たとえば、デジタアウトデータタイプ)、など)を含むことができる。フィールドデバイス通信プロトコルは、フィールドデバイス112aによって使用される任意のプロトコル(たとえば、Fieldbusプロトコル(たとえば、FF−H1)、HARTプロトコル、AS−Iプロトコル、Profibusプロトコル(たとえば、Profibus PA)、など)であることができる。代替的な例示的な実装形態では、ブロック1006で、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス情報のみを受信した通信情報から抽出し、フィールドデバイス112aを識別するフィールドデバイス識別情報は、ターミネーションモジュール124a内に記憶される。たとえば、フィールドデバイス112aが最初にターミネーションモジュール124aに接続されると、フィールドデバイス112aは、その識別情報をターミネーションモジュール124aに伝えることができ、ターミネーションモジュール124aは、識別情報を記憶することができる。   If the termination module 124a receives communication information (block 1002), the termination module 124a determines whether it has received communication information from a field device (eg, field device 112a of FIG. 1A), eg, a field device communication processor. A determination is made based on the interrupt or status register of 620 (FIG. 6) (block 1004). If the termination module 124a determines that it has received communication information from the field device 112a (block 1004), the field device communication processor 620 receives field device information and field device identification information associated with the field device 112a. The communication information is extracted based on the field device communication protocol (block 1006). Field device information includes, for example, field device identification information (eg, device tag, electronic serial number, etc.), field device status information (eg, communication status, diagnostic health information (open loop, short, etc.)), field device activity Information (eg, process variable (PV) value), field device description information (eg, valve actuator, temperature sensor, pressure sensor, flow sensor, etc., eg, field device type or function), field device connection configuration information (eg, Multi-drop bus connection, point-to-point connection, etc.), field device bus or segment identification information (eg, through which the field device is communicatively coupled to the termination module, Field device segment), and / or field device data type information (eg, analog in (AI) data type, analog out (AO) data type, discrete in (DI) data type (eg, digital in data type) ), Discrete out (DO) data types (eg, digital out data types), etc.). The field device communication protocol is any protocol used by the field device 112a (eg, Fieldbus protocol (eg, FF-H1), HART protocol, AS-I protocol, Profibus protocol (eg, Profibus PA), etc.). be able to. In an alternative exemplary implementation, at block 1006, the field device communication processor 620 extracts only the field device information from the received communication information, and the field device identification information identifying the field device 112a is within the termination module 124a. Is remembered. For example, when the field device 112a is first connected to the termination module 124a, the field device 112a can communicate its identification information to the termination module 124a, and the termination module 124a can store the identification information.

フィールドデバイス通信プロセッサ620は、次いで、アナログ・デジタル変換が必要かどうかを判断する(ブロック1008)。たとえば、フィールドデバイス112aがアナログ測定値を伝える場合、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、アナログ・デジタル変換が必要である、または要求されると判断する(ブロック1008)。アナログ・デジタル変換が必要である場合、アナログ/デジタル変換器618(図6)は、受信した情報に対して変換を実行する(ブロック1010)。   The field device communication processor 620 then determines whether analog to digital conversion is required (block 1008). For example, if the field device 112a conveys an analog measurement, the field device communication processor 620 determines that an analog to digital conversion is required or required (block 1008). If analog-to-digital conversion is required, analog-to-digital converter 618 (FIG. 6) performs conversion on the received information (block 1010).

アナログ・デジタル変換(ブロック1010)の後、またはアナログ・デジタル変換が必要ない場合(ブロック1008)、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、受信したフィールドデバイス情報に関連するデータタイプ(たとえば、アナログ、デジタル、温度測定、など)を識別し(ブロック1012)、受信したフィールドデバイス情報に対応するデータタイプ記述子を生成する(ブロック1014)。たとえば、ターミネーションモジュール124aは、それが常にフィールドデバイス112aから受信するデータタイプを示すデータタイプ記述子を記憶することができ、またはフィールドデバイス112aは、フィールドデバイス通信プロセッサ620がブロック1010でデータタイプ記述子を生成するために使用するデータタイプを、ターミネーションモジュール124aに伝えることができる。   After analog-to-digital conversion (block 1010), or if analog-to-digital conversion is not required (block 1008), field device communication processor 620 determines the data type (eg, analog, digital, temperature) associated with the received field device information. Measurement, etc.) (block 1012) and a data type descriptor corresponding to the received field device information is generated (block 1014). For example, the termination module 124a can store a data type descriptor that indicates the data type that it always receives from the field device 112a, or the field device 112a can store the data type descriptor at block 1010 by the field device communication processor 620. The data type used to generate can be communicated to the termination module 124a.

I/Oバス通信プロセッサ608(図6)は、ターミネーションモジュール124aがフィールドデバイス112aから受信した情報を伝える、I/Oカード132aの宛先アドレスを決定する(ブロック1016)。たとえば、通信プロセッサ608(図6)は、I/Oカード132aの宛先アドレスをアドレス識別器604(図6)から取得することができる。加えて、I/Oバス通信プロセッサ608は、フィールドデバイス情報がI/Oカード132aによってエラーなしに受信されたことを保証するために、I/Oカード132aに伝えるエラーチェックデータを決定または生成する(ブロック1020)。たとえば、I/Oバス通信プロセッサ608は、巡回エラーチェック(CRC)エラーチェックビットを生成することができる。   The I / O bus communication processor 608 (FIG. 6) determines the destination address of the I / O card 132a that carries the information received from the field device 112a by the termination module 124a (block 1016). For example, the communication processor 608 (FIG. 6) can obtain the destination address of the I / O card 132a from the address identifier 604 (FIG. 6). In addition, the I / O bus communication processor 608 determines or generates error check data that is communicated to the I / O card 132a to ensure that the field device information has been received by the I / O card 132a without error. (Block 1020). For example, the I / O bus communication processor 608 can generate a cyclic error check (CRC) error check bit.

I/Oバス通信プロセッサ608は、次いで、フィールドデバイス情報とフィールドデバイス識別情報とデータタイプ記述子とI/Oカード132aの宛先アドレスとターミネーションモジュール124aのソースアドレスとエラーチェックデータとを、I/Oバス通信プロトコルに基づいてパケット化する(ブロック1022)。I/Oバス通信プロトコルを、たとえば、TPCベースプロトコル、UDPベースプロトコル、などを使用して実装することができる。I/Oバス通信プロセッサ608は、ターミネーションモジュール124aのソースアドレスをアドレス識別器604(図6)から取得することができる。I/Oバスインターフェース602(図6)は、次いで、パケット化情報を、ユニバーサルI/Oバス136a(図1A及び図2)を介して、他のターミネーションモジュール(たとえば、図1Aのターミネーションモジュール124b及びターミネーションモジュール124c)によって生成され、伝えられたパケット化情報と一緒に伝える(ブロック1024)。たとえば、I/Oバスインターフェース602は、情報をターミネーションモジュール124aからI/Oカード132aに伝えるために、ユニバーサルI/Oバス136aが利用可能である(たとえば、ターミネーションモジュール124b〜cによって使用されていない)時を判断するための、ユニバーサルI/Oバス136aを傍受または監視する調停回路または調停デバイスを提供され得る。   The I / O bus communication processor 608 then sends the field device information, field device identification information, data type descriptor, destination address of the I / O card 132a, source address of the termination module 124a, and error check data to the I / O. Packetize based on the bus communication protocol (block 1022). An I / O bus communication protocol can be implemented using, for example, a TPC-based protocol, a UDP-based protocol, and the like. The I / O bus communication processor 608 can obtain the source address of the termination module 124a from the address identifier 604 (FIG. 6). The I / O bus interface 602 (FIG. 6) then passes the packetization information through the universal I / O bus 136a (FIGS. 1A and 2) to other termination modules (eg, termination module 124b and FIG. 1A). Communicate with the packetization information generated and communicated by termination module 124c) (block 1024). For example, the I / O bus interface 602 can use the universal I / O bus 136a to convey information from the termination module 124a to the I / O card 132a (eg, not used by the termination modules 124b-c). ) An arbitration circuit or arbitration device that intercepts or monitors the universal I / O bus 136a to determine the time may be provided.

ターミネーションモジュール124bが、ブロック1004において、ブロック1002で検出された通信情報がフィールドデバイス112aからでない(たとえば、通信情報がI/Oカード132aからである)と判断した場合、I/Oバス通信プロセッサ608(図6)は、受信した通信情報から宛先アドレスを抽出する(ブロック1026)。I/Oバス通信プロセッサ608は、次いで、抽出した宛先アドレスが、アドレスインターフェース604から取得したターミネーションモジュール124aの宛先アドレスに一致するかどうかを判断する(ブロック1028)。宛先アドレスがターミネーションモジュール124aのアドレスに一致しない(たとえば、受信した情報がターミネーションモジュール124aに配信される予定でなかった)場合(ブロック1028)、制御は、ブロック1002に戻る(図10A)。そうでない場合、宛先アドレスがターミネーションモジュール124aのアドレスに一致する(たとえば、受信した情報がターミネーションモジュール124aに配信される予定であった)場合(ブロック1028)、I/Oバス通信プロセッサ608は、フィールドデバイス情報を受信した通信情報から、I/Oバス通信プロトコルに基づいて抽出し(ブロック1030)、データの整合性を、たとえば、受信した通信情報内のエラー検出情報に基づいたCRC検証処理を使用して検証する(ブロック1032)。図示されていないが、I/Oバス通信プロセッサ608が、ブロック1032において、受信した通信情報内にエラーが存在すると判断した場合、I/Oバス通信プロセッサ608は、再送を要求して、メッセージをI/Oカード132aに送信する。   If the termination module 124b determines at block 1004 that the communication information detected at block 1002 is not from the field device 112a (eg, the communication information is from the I / O card 132a), the I / O bus communication processor 608. (FIG. 6) extracts the destination address from the received communication information (block 1026). The I / O bus communication processor 608 then determines whether the extracted destination address matches the destination address of the termination module 124a obtained from the address interface 604 (block 1028). If the destination address does not match the address of termination module 124a (eg, the received information was not scheduled to be delivered to termination module 124a) (block 1028), control returns to block 1002 (FIG. 10A). Otherwise, if the destination address matches the address of the termination module 124a (eg, the received information was to be delivered to the termination module 124a) (block 1028), the I / O bus communication processor 608 may The device information is extracted from the received communication information based on the I / O bus communication protocol (block 1030), and data consistency is used, for example, using a CRC verification process based on error detection information in the received communication information And verify (block 1032). Although not shown, if the I / O bus communication processor 608 determines in block 1032 that there is an error in the received communication information, the I / O bus communication processor 608 requests a retransmission and sends a message. It transmits to the I / O card 132a.

データ整合性を検証した後(ブロック1032)、I/Oバス通信プロセッサ608(またはフィールドデバイス通信プロセッサ620)は、デジタル・アナログ変換が必要かどうかを判断する(ブロック1034)。たとえば、ターミネーションモジュール124a内に記憶されたデータタイプ記述子が、フィールドデバイス112aがアナログ情報を必要とすると示す場合、I/Oバス通信プロセッサ608は、デジタル・アナログ変換が必要であると判断する(ブロック1034)。デジタル・アナログ変換が必要な場合(ブロック1034)、デジタル/アナログ変換器616(図6)は、デジタル・アナログ変換をフィールドデバイス情報に対して実行する(ブロック1036)。デジタル・アナログ変換を実行した後(ブロック1036)、またはデジタル・アナログ変換が必要でない場合(ブロック1034)、フィールドデバイス通信プロセッサ620は、フィールドデバイス情報をフィールドデバイス112aに、フィールドデバイスインタフェース622(図6)を介して、フィールドデバイス112aのフィールドデバイス通信プロトコルを使用して伝える(ブロック1038)。   After verifying data integrity (block 1032), I / O bus communication processor 608 (or field device communication processor 620) determines whether digital to analog conversion is required (block 1034). For example, if the data type descriptor stored in termination module 124a indicates that field device 112a requires analog information, I / O bus communication processor 608 determines that digital-to-analog conversion is required ( Block 1034). If digital-to-analog conversion is required (block 1034), the digital-to-analog converter 616 (FIG. 6) performs digital-to-analog conversion on the field device information (block 1036). After performing the digital-to-analog conversion (block 1036) or if no digital-to-analog conversion is required (block 1034), the field device communication processor 620 sends the field device information to the field device 112a and the field device interface 622 (FIG. 6). ) Using the field device communication protocol of field device 112a (block 1038).

フィールドデバイス通信プロセッサ620がフィールドデバイス情報をフィールドデバイス112aに伝えた後、またはI/Oバス通信プロセッサ608がフィールドデバイス情報をI/Oカード132aに伝えた後、図10Aと図10Bとのプロセスは終了し、及び/または制御は、たとえば、呼び出しプロセスまたは機能に戻る。   After the field device communication processor 620 communicates field device information to the field device 112a, or after the I / O bus communication processor 608 communicates field device information to the I / O card 132a, the process of FIGS. Termination and / or control returns to the calling process or function, for example.

図11A及び図11Bは、情報をターミネーションモジュール124aと図1Aのコントローラ104との間で伝えるために、図1AのI/Oカード132aを実装するために使用され得る例示的な方法のフローチャートを示している。最初に、I/Oカード132aは、それが通信情報を受信したかどうかを判断する(ブロック1102)。たとえば、I/Oカード132aは、通信プロセッサ704(図7)が、たとえば、割り込みまたは状態レジスタを介して、通信情報を受信したと示す場合、通信情報を受信したと判断する。I/Oカード132aが、それが通信情報を受信していないと判断した場合(ブロック1102)、制御は、I/Oカード132aが通信情報を受信するまで、ブロック1102に留まる。   11A and 11B show a flowchart of an exemplary method that may be used to implement the I / O card 132a of FIG. 1A to convey information between the termination module 124a and the controller 104 of FIG. 1A. ing. Initially, the I / O card 132a determines whether it has received communication information (block 1102). For example, the I / O card 132a determines that the communication information has been received when the communication processor 704 (FIG. 7) indicates that the communication information has been received, for example, via an interrupt or status register. If the I / O card 132a determines that it is not receiving communication information (block 1102), control remains at block 1102 until the I / O card 132a receives communication information.

I/Oカード132aが通信情報を受信した場合(ブロック1102)、I/Oカード132aは、それが通信情報をコントローラ104(図1A)から受信したかどうかを、たとえば、通信プロセッサ704の割り込みまたは状態レジスタに基づいて判断する(ブロック1104)。I/Oカード132aが、それが通信情報をコントローラ104から受信したと判断した場合(ブロック1104)、通信プロセッサ704は、(フィールドデバイス情報を含み得る)ターミネーションモジュール情報を、ターミネーションモジュール124aに関連する受信した通信情報から抽出する(ブロック1106)。   If the I / O card 132a receives communication information (block 1102), the I / O card 132a indicates whether it has received communication information from the controller 104 (FIG. 1A), eg, an interrupt of the communication processor 704 or A determination is made based on the status register (block 1104). If the I / O card 132a determines that it has received communication information from the controller 104 (block 1104), the communication processor 704 associates termination module information (which may include field device information) with the termination module 124a. Extract from the received communication information (block 1106).

通信プロセッサ704は、受信したターミネーションモジュール情報に関連するデータタイプ(たとえば、フィールドデバイスアナログ情報、フィールドデバイスデジタル情報、ターミネーションモジュールを制御または構成するためのターミネーションモジュール制御情報、など)を識別し(ブロック1108)、受信したターミネーションモジュール情報に対応するデータタイプ記述子を生成する(ブロック1110)。代替的な例示的な実装形態では、データタイプ記述子は、ワークステーション102(図1A)で生成され、通信プロセッサ704は、データタイプ記述子を生成する必要がない。   The communication processor 704 identifies a data type (eg, field device analog information, field device digital information, termination module control information for controlling or configuring the termination module, etc.) associated with the received termination module information (block 1108). ), Generating a data type descriptor corresponding to the received termination module information (block 1110). In an alternative exemplary implementation, the data type descriptor is generated at workstation 102 (FIG. 1A) and communication processor 704 does not need to generate a data type descriptor.

I/Oバス通信プロセッサ 712(図7)は、次いで、ターミネーションモジュール124aの宛先アドレスを判断する(ブロック1112)。加えて、I/Oバス通信プロセッサ712は、ターミネーションモジュール124aにターミネーションモジュール情報と共に伝えるエラーチェックデータを決定して、ターミネーションモジュール124aが情報をエラーなしに受信したことを保証する(ブロック1114)。たとえば、I/Oバス通信プロセッサ 712は、巡回エラーチェック(CRC)エラーチェックビットを生成することができる。   The I / O bus communication processor 712 (FIG. 7) then determines the destination address of the termination module 124a (block 1112). In addition, the I / O bus communication processor 712 determines error check data to communicate to the termination module 124a along with the termination module information to ensure that the termination module 124a received the information without error (block 1114). For example, the I / O bus communication processor 712 can generate a cyclic error check (CRC) error check bit.

I/Oバス通信プロセッサ 712は、次いで、ターミネーションモジュール情報とデータタイプ記述子とターミネーションモジュール124aの宛先アドレスとターミネーションモジュール124aのソースアドレスとエラーチェックデータとを、I/Oバス通信プロトコルに基づいてパケット化する(ブロック1116)。I/Oバスインターフェース710(図7)は、次いで、パケット化情報を、ユニバーサルI/Oバス136a(図1A及び図2)を介して、他のターミネーションモジュール(たとえば、図1Aのターミネーションモジュール124b及びターミネーションモジュール124c)に宛てられているパケット化情報と一緒に伝える(ブロック1118)。たとえば、I/Oバス通信プロセッサ704は、他のターミネーションモジュール情報を、たとえば、ターミネーションモジュール124bとターミネーションモジュール124cとの宛先アドレスを使用してパケット化し、ターミネーションモジュール124a〜cの全部のためのターミネーションモジュール情報を、RS−485規格を使用するユニバーサルI/Oバス136aを介して伝えることができる。ターミネーションモジュール124a〜cの各々は、その各情報を、ユニバーサルI/Oバス136aから、I/Oカード132aによって提供された宛先アドレスに基づいて抽出することができる。   The I / O bus communication processor 712 then packetizes the termination module information, data type descriptor, destination address of the termination module 124a, source address of the termination module 124a, and error check data based on the I / O bus communication protocol. (Block 1116). The I / O bus interface 710 (FIG. 7) then passes the packetization information through the universal I / O bus 136a (FIGS. 1A and 2) to other termination modules (eg, termination module 124b of FIG. 1A and Communicate with packetization information addressed to the termination module 124c) (block 1118). For example, the I / O bus communication processor 704 packetizes other termination module information using, for example, the destination addresses of the termination module 124b and the termination module 124c, and the termination module for all of the termination modules 124a-c. Information can be conveyed over the universal I / O bus 136a using the RS-485 standard. Each of the termination modules 124a-c can extract its respective information from the universal I / O bus 136a based on the destination address provided by the I / O card 132a.

I/Oカード132aが、ブロック1104において、ブロック1102で検出された通信情報が、コントローラ104からでない(たとえば、通信情報がターミネーションモジュール124a〜cのうちの1つからである)と判断した場合、I/Oバス通信プロセッサ 712(図7)は、ソースアドレス(たとえば、ターミネーションモジュール124a〜cのうちの1つのソースアドレス)を、受信した通信情報から抽出する(ブロック1122)。I/Oバス通信プロセッサ 712は、次いで、データタイプ記述子(たとえば、デジタル符号化されたアナログデータタイプ、デジタルデータタイプ、温度データタイプ、など)を抽出する(ブロック1124)。I/Oバス通信プロセッサ 712は、また、(フィールドデバイス情報を含み得る)ターミネーションモジュール情報を、受信した通信情報から、I/Oバス通信プロトコルに基づいて抽出し(ブロック1126)、データの整合性を、たとえば、受信した通信情報内のエラー検出情報に基づいたCRC検証処理を使用して検証する(ブロック1128)。図示されていないが、I/Oバス通信プロセッサ 712が、ブロック1128において、エラーが受信した通信情報内に存在すると判断した場合、I/Oバス通信プロセッサ 712は、再送要求メッセージを、ブロック1122で取得したソースアドレスに関連するターミネーションモジュールに送信する。   If the I / O card 132a determines in block 1104 that the communication information detected in block 1102 is not from the controller 104 (eg, the communication information is from one of the termination modules 124a-c), The I / O bus communication processor 712 (FIG. 7) extracts the source address (eg, the source address of one of the termination modules 124a-c) from the received communication information (block 1122). The I / O bus communication processor 712 then extracts the data type descriptor (eg, digitally encoded analog data type, digital data type, temperature data type, etc.) (block 1124). The I / O bus communication processor 712 also extracts termination module information (which may include field device information) from the received communication information based on the I / O bus communication protocol (block 1126) and data consistency. Are verified using, for example, a CRC verification process based on error detection information in the received communication information (block 1128). Although not shown, if the I / O bus communication processor 712 determines in block 1128 that an error exists in the received communication information, the I / O bus communication processor 712 sends a retransmission request message in block 1122. Send to the termination module associated with the acquired source address.

データ整合性を検証した後(ブロック1128)、通信プロセッサ704は、ターミネーションモジュール情報を(ターミネーションモジュールのソースアドレスとデータタイプ記述子とを使用して)パケット化し、通信インターフェース702は、パケット化情報をコントローラ104に伝える(ブロック1130)。情報がワークステーション102に配信される予定である場合、コントローラ104は、続いて、情報をワークステーション102に伝えることができる。通信インターフェース702が情報をコントローラ104に伝えた後、またはI/Oバスインターフェース710がターミネーションモジュール情報をターミネーションモジュール124aに伝えた後、図11Aと図11Bとのプロセスは終了し、及び/または制御は、たとえば、呼び出しプロセスまたは呼び出し機能に戻る。   After verifying data integrity (block 1128), the communication processor 704 packetizes the termination module information (using the termination module source address and data type descriptor) and the communication interface 702 converts the packetization information. Communicate to the controller 104 (block 1130). If the information is to be delivered to the workstation 102, the controller 104 can subsequently communicate the information to the workstation 102. After the communication interface 702 communicates information to the controller 104, or after the I / O bus interface 710 communicates termination module information to the termination module 124a, the processes of FIGS. 11A and 11B are terminated and / or control is performed. Return to the calling process or calling function, for example.

図12は、ターミネーションモジュール(たとえば、図1と図2と図4〜6とのターミネーションモジュール124a)に通信的に連結されたフィールドデバイス(たとえば、図1Aのフィールドデバイス112a)に関連する情報を読み出し、表示する、図2と図3と図8とのラベラー214を実装するために使用され得る、例示的な方法のフローチャートである。最初に、接続検出器806(図8)は、フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a)がターミネーションモジュール124aに接続されている(たとえば、図4と図5とのターミネーションねじ406及び/または図6のフィールドデバイスインタフェース622に接続されている)かどうかを判断する(ブロック1202)。接続検出器806が、フィールドデバイス112a(または他のフィールドデバイス)がターミネーションモジュール124aに接続されていないと判断した場合(ブロック1202)、制御は、接続検出器806が、フィールドデバイス112a(または他のフィールドデバイス)がターミネーションモジュール124aに接続されていると判断するまで、ブロック1202に留まる。   12 retrieves information related to a field device (eg, field device 112a of FIG. 1A) communicatively coupled to a termination module (eg, termination module 124a of FIGS. 1, 2, and 4-6). FIG. 9 is a flowchart of an exemplary method that may be used to implement the labeler 214 of FIGS. 2, 3, and 8. Initially, the connection detector 806 (FIG. 8) has a field device (eg, field device 112a) connected to the termination module 124a (eg, termination screw 406 of FIGS. 4 and 5 and / or FIG. 6). (Connected to the field device interface 622) (block 1202). If the connection detector 806 determines that the field device 112a (or other field device) is not connected to the termination module 124a (block 1202), control is provided by the connection detector 806 to the field device 112a (or other device). It stays at block 1202 until it determines that the field device is connected to the termination module 124a.

接続検出器806が、フィールドデバイス112aがターミネーションモジュール124aに接続されていると判断した場合(ブロック1202)、フィールドデバイス識別器814は、フィールドデバイス112aを識別するフィールドデバイス識別情報(たとえば、デバイスタグ値、デバイス名、電子シリアル番号、など)を取得する(ブロック1204)。たとえば、フィールドデバイス識別器814は、フィールドデバイス112aに、フィールドデバイス112aにそのフィールドデバイス識別情報を送信するように要求するクエリを送信する。別の例示的な実装形態では、ターミネーションモジュール124aへの最初の接続の後、フィールドデバイス112aは、そのフィールドデバイス識別情報をフィールドデバイス識別器814に自動的に伝えることができる。   If the connection detector 806 determines that the field device 112a is connected to the termination module 124a (block 1202), the field device identifier 814 may include field device identification information (eg, a device tag value) that identifies the field device 112a. , Device name, electronic serial number, etc.) (block 1204). For example, the field device identifier 814 sends a query requesting the field device 112a to send the field device identification information to the field device 112a. In another exemplary implementation, after initial connection to the termination module 124a, the field device 112a can automatically communicate its field device identification information to the field device identifier 814.

フィールドデバイス識別器814は、その後、フィールドデバイス112aがユニバーサルI/Oバス136aを介してI/Oカード132aと通信するように割り当てられているかどうかを、フィールドデバイス識別情報に基づいて判断する(ブロック1206)。たとえば、フィールドデバイス識別器814は、フィールドデバイス識別情報をI/Oカード132aにターミネーションモジュール124aを介して伝えることができ、I/Oカード132aは、フィールドデバイス識別情報を、ワークステーション102内に記憶されたデータ構造133(図1A)または同様のデータ構造内に記憶されたフィールドデバイス識別番号と比較することができる。データ構造133に、エンジニア、オペレータ、またはユーザが、I/Oカード132aにユニバーサルI/Oバス136aを介して伝えられる、フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス112a〜c)のフィールドデバイス識別番号を追加することができる。I/Oカード132aが、フィールドデバイス112aがI/Oバス136a及び/またはI/Oカード132aに割り当てられていると判断した場合、I/Oカード132aは、確認メッセージをフィールドデバイス識別器814に伝える。   The field device identifier 814 then determines based on the field device identification information whether the field device 112a is assigned to communicate with the I / O card 132a via the universal I / O bus 136a (block). 1206). For example, the field device identifier 814 can communicate field device identification information to the I / O card 132a via the termination module 124a, which stores the field device identification information in the workstation 102. Can be compared to a stored data structure 133 (FIG. 1A) or a field device identification number stored in a similar data structure. Add to the data structure 133 the field device identification number of the field device (eg, field device 112a-c) that the engineer, operator, or user communicates to the I / O card 132a via the universal I / O bus 136a. be able to. If the I / O card 132a determines that the field device 112a is assigned to the I / O bus 136a and / or the I / O card 132a, the I / O card 132a sends a confirmation message to the field device identifier 814. Tell.

フィールドデバイス識別器814が、フィールドデバイス112aがI/Oバス136aを介して通信するように割り当てられていないと判断した場合(ブロック1206)、ディスプレイインターフェース808(図8)は、エラーメッセージを表示する(ブロック1208)。そうでない場合、ディスプレイインターフェース808は、フィールドデバイス識別情報を表示する(ブロック1210)。例示の実施例では、フィールドデバイス状態検出器812は、フィールドデバイス状態(たとえば、デバイスオン、デバイスオフ、デバイスエラー、など)を検出し、ディスプレイインターフェース808は、状態情報を表示する(ブロック1212)。加えて、フィールドデバイス活動検出器810(図8)は、フィールドデバイス112aの活動(たとえば、測定情報及び/または監視情報)を検出し、ディスプレイインターフェース808は、活動情報を表示する(ブロック1214)。また、データタイプ検出器816(図8)は、フィールドデバイス112aのデータタイプ(たとえば、アナログ、デジタル、など)を検出し、ディスプレイインターフェース808は、データタイプを表示する(ブロック1216)。
If the field device identifier 814 determines that the field device 112a is not assigned to communicate via the I / O bus 136a (block 1206), the display interface 808 (FIG. 8) displays an error message. (Block 1208). Otherwise, the display interface 808 displays field device identification information (block 1210). In the illustrative example, field device status detector 812 detects a field device status (eg, device on, device off, device error, etc.) and display interface 808 displays status information (block 1212). In addition, field device activity detector 810 (FIG. 8) detects activity (eg, measurement information and / or monitoring information) of field device 112a, and display interface 808 displays activity information (block 1214). Data type detector 816 (FIG. 8) also detects the data type (eg, analog, digital, etc.) of field device 112a, and display interface 808 displays the data type (block 1216).

ディスプレイインターフェース808がエラーメッセージを表示した後(ブロック1208)、またはディスプレイインターフェース808がデータタイプを表示した後(ブロック1216)、ラベラー214は、それが監視を継続すべきかどうかを、たとえば、ターミネーションモジュール124aが、オフにされたかどうか、またはマーシャリングキャビネット122(図1A及び図2)から抜かれたかどうかに基づいて判断する(ブロック1218)。ラベラー214が、それが監視を継続すべきであると判断した場合、制御は、ブロック1202に戻される。そうでない場合、図12の例示的プロセスは終了し、及び/または制御は、呼び出しプロセスまたは呼び出し機能に戻る。   After the display interface 808 displays an error message (block 1208) or after the display interface 808 displays a data type (block 1216), the labeler 214 determines whether it should continue monitoring, eg, the termination module 124a. Is determined based on whether it has been turned off or removed from the marshalling cabinet 122 (FIGS. 1A and 2) (block 1218). If the labeler 214 determines that it should continue monitoring, control is returned to block 1202. Otherwise, the example process of FIG. 12 ends and / or control returns to the calling process or function.

図13A〜図13Bは、例示的なProfibus PAプロセスエリア1302と例示的なFOUNDATIONフィールドバスH1(FF−H1)プロセスエリア1304とに関する本明細書で開示する教示を実装する前後の、例示的なプロセス制御システム1300を示したブロック図である。プロセス制御システムがProfibus PAプロセスエリアとFOUNDATIONフィールドバスプロセスエリアとを含むことは一般的ではないかもしれないが、両者は、例示の実施例では、説明の目的のために示されている。さらに、説明の目的のために、図13A〜図13Bの例示的なプロセス制御システム1300を、図1Aの例示的なプロセス制御システム100に関連して説明した共通の部品には同じ参照番号を使用して説明する。したがって、図13Aの例示の実施例では、プロセス制御システム1300は、コントローラ1306にLAN106を介して通信的に連結されたワークステーション102を含む。例示的なコントローラ1306は、図1A〜図1Cのコントローラ104とコントローラ152とコントローラ162とのうちの1つに実質的に類似または同じであることができる。さらに、例示的なプロセス制御システム1300は、フィールドデバイス112a〜cに関連する第1のプロセスエリア114を含み、それは、例示的なマーシャリングキャビネット1308内でターミネーションモジュール124a〜cに通信的に連結されている。例示的なマーシャリングキャビネットは、図1Aと図2と図3とのマーシャリングキャビネット122とマーシャリングキャビネット300とのうちのいずれかに実質的に類似または同じであることができる。ターミネーションモジュール124a〜cは、コントローラ1306内のI/Oカード132a〜bに、第1のユニバーサルI/Oバス136aを介して通信的に連結されている。さらに、例示の実施例では、マーシャリングキャビネット1308は、図2と図3とに関連して上記で説明したソケットレール202a〜bとソケットレール308a〜bに実質的に類似または同じである追加のターミネーションモジュールを受け入れる、ソケットレール1310を含む。   FIGS. 13A-13B illustrate an exemplary process before and after implementing the teachings disclosed herein for an exemplary Profibus PA process area 1302 and an exemplary FOUNDATION fieldbus H1 (FF-H1) process area 1304. 2 is a block diagram showing a control system 1300. FIG. Although it may not be common for a process control system to include a Profibus PA process area and a FOUNDATION fieldbus process area, both are shown for illustrative purposes in the illustrative embodiment. Further, for purposes of explanation, the exemplary process control system 1300 of FIGS. 13A-13B will be described using the same reference numerals for common components described in connection with the exemplary process control system 100 of FIG. 1A. To explain. Accordingly, in the exemplary embodiment of FIG. 13A, process control system 1300 includes workstation 102 communicatively coupled to controller 1306 via LAN 106. The example controller 1306 can be substantially similar or the same as one of the controller 104, controller 152, and controller 162 of FIGS. 1A-1C. Further, the example process control system 1300 includes a first process area 114 associated with the field devices 112a-c, which is communicatively coupled to the termination modules 124a-c within the example marshalling cabinet 1308. Yes. An exemplary marshalling cabinet can be substantially similar or the same as any of the marshalling cabinet 122 and marshalling cabinet 300 of FIGS. 1A, 2 and 3. The termination modules 124a-c are communicatively coupled to I / O cards 132a-b in the controller 1306 via a first universal I / O bus 136a. Further, in the illustrated embodiment, the marshalling cabinet 1308 includes an additional termination that is substantially similar or identical to the socket rails 202a-b and socket rails 308a-b described above in connection with FIGS. A socket rail 1310 that receives the module is included.

図13Aの例示の実施例では、例示的なプロセス制御システム100は、伝統的なフィールドバスアーキテクチャと構成要素とを使用して実装された、Profibus PAプロセスエリア1302内のフィールドデバイス1312a〜cとFF−H1プロセス制御エリア1304内のフィールドデバイス1314a〜cとを含む(Profibus PAとFF−Hとの両方は、フィールドバスプロトコルのファミリーに関連するプロトコルである)。したがって、フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドデバイス1314a〜cは、コントローラ1306に、対応するトランクまたはセグメント1316a〜bを介して通信的に連結されている。通常、フィールドバストランクまたはフィールドバスセグメントは、複数のフィールドデバイスを分散制御システム(DCS)または他の制御システムホストに接続するために、デジタル信号とDC電力との両方を運ぶツイストペアのワイヤを含む1つのケーブルである。さまざまな制約のために、フィールドバスセグメントは、通常、1900メートルの最大長に制限されており、最大16の異なるフィールドデバイスに接続することができる。例示の実施例で示す通り、セグメント1316a〜bは、対応するI/Oカード1318a〜bとI/Oカード1320a〜bとにコントローラ1306内で通信的に連結されている。例示の実施例では、セグメント1316a〜bの各々は、2つの、I/Oカード1318a〜bまたはI/Oカード1320a〜bに接続されて、冗長性を提供している。いくつかの実施例では、I/Oカード1318a〜b及び/またはI/OカードI1320a〜bは、互いに離れている、及び/または第1のプロセスエリア114のフィールドデバイス112a〜cに関連するI/Oカード132a〜bから離れている、異なるコントローラの中に存在することができる。   In the exemplary embodiment of FIG. 13A, exemplary process control system 100 includes field devices 1312a-c and FFs in Profibus PA process area 1302, implemented using traditional fieldbus architecture and components. -Field devices 1314a-c in H1 process control area 1304 (both Profibus PA and FF-H are protocols associated with the family of fieldbus protocols). Accordingly, field devices 1312a-c and field devices 1314a-c are communicatively coupled to controller 1306 via corresponding trunks or segments 1316a-b. A fieldbus trunk or fieldbus segment typically includes a twisted pair of wires that carry both digital signals and DC power to connect multiple field devices to a distributed control system (DCS) or other control system host. There are two cables. Due to various constraints, fieldbus segments are typically limited to a maximum length of 1900 meters and can be connected to a maximum of 16 different field devices. As shown in the illustrated embodiment, segments 1316a-b are communicatively coupled within controller 1306 to corresponding I / O cards 1318a-b and I / O cards 1320a-b. In the illustrated embodiment, each of the segments 1316a-b is connected to two I / O cards 1318a-b or I / O cards 1320a-b to provide redundancy. In some embodiments, I / O cards 1318a-b and / or I / O cards I1320a-b are separate from each other and / or associated with field devices 112a-c in first process area 114. / O cards 132a-b can reside in different controllers.

図13Aの例示の実施例では、例示的なProfibus PAプロセスエリア1302に対応するセグメント1316aは、I/Oカード1318a〜bにDP/PAセグメントカプラー1322を介して連結されている。同様に、例示的なFF−H1プロセスエリア1304に対応するセグメント1316bは、I/Oカード1320a〜bに電源1324を介して連結されている。いくつかの実施例では、DP/PAセグメントカプラー1322及び電源1324は、電力調整機能を各セグメント1316a〜bに提供する。加えて、例示の実施例では、DP/PAセグメントカプラー1322及び電源1324は、対応するセグメント1316a〜bの物理層とセグメント1316a〜bを介した通信とを動作中に監視することができる、各高度診断モジュール1325a〜bに連結されている。   In the exemplary embodiment of FIG. 13A, segment 1316a corresponding to exemplary Profibus PA process area 1302 is coupled to I / O cards 1318a-b via DP / PA segment coupler 1322. Similarly, segment 1316b corresponding to exemplary FF-H1 process area 1304 is coupled to I / O cards 1320a-b via power supply 1324. In some embodiments, the DP / PA segment coupler 1322 and the power supply 1324 provide power regulation functions to each segment 1316a-b. In addition, in the illustrated embodiment, the DP / PA segment coupler 1322 and the power source 1324 can monitor the physical layer of the corresponding segment 1316a-b and the communication via the segments 1316a-b during operation, Coupled to advanced diagnostic modules 1325a-b.

例示の実施例では、フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドデバイス1314a〜cは、対応するセグメント1316a〜bに、各スプール1326a〜cとスプール1328a〜cとを介して連結されている。フィールドバスアーキテクチャでは、各スプールは、対応するフィールドデバイスをセグメントに平行に接続する。その結果、例示の実施例に示す多くのプロセス制御システムでは、各スプール1326a〜c及びスプール1328a〜cは、対応するセグメント1316a〜bに(時にはデバイスカプラーまたはフィールドバリアと呼ばれる)セグメントプロテクタ1330a〜bを介して連結されて、全セグメントをショートさせる、フィールドデバイス1312a〜cとフィールドデバイス1314a〜cとのうちの1つにおけるショートに対する、ショート回路防止機能を提供する。いくつかの実施例では、セグメントプロテクタ1330a〜bは、各スプール1326a〜c及びスプール1328a〜cの電流を(たとえば、40mAに)制限する。いくつかの実施例では、セグメントプロテクタ1330a〜bは、また、各セグメント1316a〜bをフィールドデバイスの近くの終端で適切に終わらせるように機能する一方、DP/PAセグメントカプラー1322及び電源1324は、セグメント1316a〜bをコントローラの近くの終端で終わらせるように機能する。セグメント1316a〜bの両端での適切な終端がないと、通信エラーが、信号反射のために発生することがある。   In the illustrated embodiment, field devices 1312a-c and field devices 1314a-c are coupled to corresponding segments 1316a-b via respective spools 1326a-c and spools 1328a-c. In a fieldbus architecture, each spool connects a corresponding field device in parallel to the segment. As a result, in many process control systems shown in the illustrated embodiment, each spool 1326a-c and spool 1328a-c has a segment protector 1330a-b (sometimes referred to as a device coupler or field barrier) to a corresponding segment 1316a-b. Are connected to each other to provide a short circuit prevention function against a short in one of the field devices 1312a-c and the field devices 1314a-c that short all segments. In some embodiments, segment protectors 1330a-b limit the current in each spool 1326a-c and spool 1328a-c (eg, to 40 mA). In some embodiments, segment protectors 1330a-b also function to properly terminate each segment 1316a-b at the end near the field device, while DP / PA segment coupler 1322 and power supply 1324 include It functions to terminate segments 1316a-b at the end near the controller. Without proper termination at both ends of segments 1316a-b, communication errors may occur due to signal reflections.

上記で説明した通り、フィールドバスアーキテクチャは多くの利点を提供するが、フィールドバスアーキテクチャは、また、実装の複雑さとコストとに関する課題ももたらす。たとえば、フィールドバスシステムの複雑さは、エンジニアが、各セグメントが適切に終端処理され、ショート回路、開回路、及び/または他のセグメント故障に対して保護されていることを確実にしながら、特に、各セグメントによって扱われるデバイスの数と、必要なケーブルの長さと、関わる電力要件とを考慮して、各セグメントを注意深く設計することを必要とする。そのようなフィールドバスアーキテクチャを最初に構成する時間とコストとに加えて、DP/PAセグメントカプラー1322または電源1324と、セグメントプロテクタ1330a〜bと、セグメントケーブル(いくつかの場合では、冗長性のための複数のケーブルを含む)の長さと、I/Oカード1318a〜b及びI/Oカード1320a〜bとを含む、そのような実装形態に関連する多くの構成要素に関連した追加コストがある。しかしながら、本明細書で開示する教示の実装を通して、フィールドバスシステムの実装とメンテナンスとに伴う設計の複雑さ及びコストは、大幅に削減される。   As explained above, the fieldbus architecture offers many advantages, but the fieldbus architecture also presents challenges with respect to implementation complexity and cost. For example, the complexity of fieldbus systems, in particular, allows engineers to ensure that each segment is properly terminated and protected against short circuit, open circuit, and / or other segment failures, Each segment needs to be carefully designed taking into account the number of devices handled by each segment, the required cable length, and the power requirements involved. In addition to the time and cost of initially configuring such a fieldbus architecture, DP / PA segment coupler 1322 or power supply 1324, segment protectors 1330a-b, and segment cables (in some cases for redundancy) There are additional costs associated with many components associated with such implementations, including I / O cards 1318a-b and I / O cards 1320a-b. However, through implementation of the teachings disclosed herein, the design complexity and cost associated with the implementation and maintenance of fieldbus systems is significantly reduced.

図13Bは、本明細書で開示する教示を実装した後の、図13Aの例示的なプロセス制御システム1300を示すブロック図である。例示の実施例で示す通り、フィールドデバイス1312a〜cとフィールドデバイス1314a〜cとのスプール1326a〜c及びスプール1328a〜cは、図13Aに示すマーシャリングキャビネット1308のソケットレール1310上のソケットに差し込まれた、各ターミネーションモジュール1332a〜fに直接通信的に連結されている。つまり、マルチドロップアーキテクチャにおけるフィールドデバイスの通常のトポロジーとは対照的に、例示の実施例では、各フィールドバス準拠フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドバス準拠フィールドデバイス1314a〜cは、各ターミネーションモジュール1332a〜fとポイントツーポイント通信している。ターミネーションモジュール1332a〜fは、フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドデバイス1314a〜cとI/Oカード132a〜bとの間の、ユニバーサルI/Oバス136aを介した、上記で説明したものと同じ方法での通信を可能にする、上記で説明したターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとに実質的に類似または同じであることができる。このようにして、プロセスエリア1302とプロセスエリア1304とに関連する、対応するフィールドバスプロトコル(たとえば、Profibus PAまたはFF−H1)に固有の、別々のI/Oカード1318a〜bとI/Oカード1320a〜b(図13A)とに対する必要性をなくし、任意の種類のフィールドデバイスと関連I/Oとを、1つのマーシャリングキャビネット1308内で結合することができる。同様に、ケーブルトランクまたはセグメント1316a〜b(図13A)に対する必要性は、関連する絶縁と共になくなる。さらに、いくつかの実施例では、ユニバーサルI/Oバス136aは、典型的な銅ベースのフィールドバスセグメントの比較的遅い通信バックボーンよりもさらに速い通信のための、(たとえば、光ファイバケーブルを介した)高速通信バックボーンを提供する。さらに、いくつかの実施例では、ユニバーサルI/Oバス136aは、最大96のフィールドデバイスのための通信を維持することができ、一方、通常のフィールドバスセグメントは、16のデバイスの接続に制限されている。したがって、同じ数のフィールドデバイスに対してコントローラに連結されるワイヤの数は、大幅に減少する。   FIG. 13B is a block diagram illustrating the example process control system 1300 of FIG. 13A after implementing the teachings disclosed herein. As shown in the illustrated embodiment, field device 1312a-c and field device 1314a-c spools 1326a-c and spools 1328a-c were plugged into sockets on socket rail 1310 of marshalling cabinet 1308 shown in FIG. 13A. , Each termination module 1332a-f is directly communicatively coupled. That is, in contrast to the normal topology of field devices in a multi-drop architecture, in the illustrated embodiment, each fieldbus compliant field device 1312a-c and fieldbus compliant field device 1314a-c has a respective termination module 1332a-f. And point-to-point communication. Termination modules 1332a-f are in the same manner as described above via universal I / O bus 136a between field devices 1312a-c and field devices 1314a-c and I / O cards 132a-b. The termination modules 124a-c and the termination modules 126a-c described above, which enable the communication of the above, can be substantially similar or the same. In this way, separate I / O cards 1318a-b and I / O cards specific to the corresponding fieldbus protocol (eg, Profibus PA or FF-H1) associated with process area 1302 and process area 1304 Any type of field device and associated I / O can be combined in one marshalling cabinet 1308, eliminating the need for 1320a-b (FIG. 13A). Similarly, the need for cable trunks or segments 1316a-b (FIG. 13A) is eliminated with associated insulation. Further, in some embodiments, the universal I / O bus 136a is for faster communication (eg, via fiber optic cable) than the relatively slow communication backbone of a typical copper-based fieldbus segment. ) Provide a high-speed communication backbone. Further, in some embodiments, the universal I / O bus 136a can maintain communication for up to 96 field devices, while a regular fieldbus segment is limited to 16 device connections. ing. Thus, the number of wires coupled to the controller for the same number of field devices is greatly reduced.

複数のフィールドデバイスは、いくつかの実施例では、フィールドバスアーキテクチャで一般的な、1つのターミネーションモジュール1332a〜fに通信的に連結されたマルチドロップ構成で構成され得るが、例示の実施例で示すポイントツーポイントアーキテクチャまたはシングルループアーキテクチャは、伝統的なフィールドバスの構成に対して、いくつかの利点と単純化とを提供する。たとえば、例示の実施例に示す通りに配線された、フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドデバイス1314a〜cでは、ターミネーションモジュール1332a〜fは、電力と電力調整機能とを、(たとえば、図6に関連して説明した フィールド電力コントローラ610を介して)各フィールドデバイスに提供することができる。このようにして、図13Aに示した別々のDP/PAセグメントカプラー1322及び/または電源1324は、もはや必要でない。加えて、または代替的に、いくつかの実施例では、マーシャリングキャビネット1308は、図13Aに示した別々のDP/PAセグメントカプラー1322及び/または電源1324に対する必要性をなくすために、電力調整器218(図2)に実質的に類似または同じである電力調整器を含む。さらに、そのような実施例では、電源は、例示の実施例のフィールドデバイスにローカル(たとえば、マーシャリングキャビネット1308内)であるため、電力要件は、電力を通常のフィールドバスセグメントに沿って提供する電源よりも、(たとえば、ケーブルの長さから生じる電圧低下のために)低い。さらに、いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、(たとえば、対応するフィールド電力コントローラ610を介して)ショート回路保護を提供し、各スプール1326a〜cとスプール1328a〜cとの電流を制限し、それによって、別々のセグメントプロテクタ1330a〜bに対する必要性をなくす。   The plurality of field devices may be configured in a multi-drop configuration communicatively coupled to one termination module 1332a-f, which is common in fieldbus architectures in some embodiments, but is illustrated in the illustrated embodiment. A point-to-point or single-loop architecture provides several advantages and simplifications over traditional fieldbus configurations. For example, in field devices 1312a-c and field devices 1314a-c, wired as shown in the illustrated embodiment, termination modules 1332a-f provide power and power conditioning functions (eg, with reference to FIG. Can be provided to each field device (via the field power controller 610 described above). In this way, the separate DP / PA segment coupler 1322 and / or power source 1324 shown in FIG. 13A is no longer necessary. In addition, or alternatively, in some embodiments, the marshalling cabinet 1308 may include a power conditioner 218 to eliminate the need for a separate DP / PA segment coupler 1322 and / or power source 1324 shown in FIG. 13A. Including a power conditioner that is substantially similar or identical to (FIG. 2). Further, in such an embodiment, the power supply is local to the field device of the exemplary embodiment (eg, in the marshalling cabinet 1308), so the power requirement is a power supply that provides power along a normal fieldbus segment. Than (for example, due to the voltage drop resulting from the length of the cable). Further, in some embodiments, the termination modules 1332a-f provide short circuit protection (eg, via a corresponding field power controller 610) to provide current for each spool 1326a-c and spool 1328a-c. Limit, thereby eliminating the need for separate segment protectors 1330a-b.

加えて、フィールドデバイス1312a〜cとフィールドデバイス1314a〜cとを別々のターミネーションモジュール1332a〜fに個別に連結することは、シングルループ整合性を提供し、通常のフィールドバスアーキテクチャにおける適切な終端処理に対する懸念を、それほどの懸念ではなくする。さらに、各フィールドデバイス1312a〜c及びフィールドデバイス1314a〜cと、対応するターミネーションモジュール1332a〜fとの間の直接のポイントツーポイント接続は、通常のフィールドバスセグメントを開発し、実装することに伴う複雑さと設計作業とを大幅に削減し、それは、各フィールドデバイスからの信号が、別々に受信され、バックエンドで電子的に扱われまたは整理されるからである。したがって、通常のフィールドバスアーキテクチャの多くの構成要素を取得し、構成し、維持するコスト、及びそのようなアーキテクチャを設計し、それらの適切な動作を保証する時間及び費用は、本明細書で開示する教示の実装を通して大幅に削減される。言い換えると、いくつかの実施例では、フィールドバス準拠デバイスをプロセス制御システムの中に、セグメントにDP/PAカプラー及び/または電源のうちのいずれもなしに(たとえば、マーシャリングキャビネット122内及び/またはターミネーションモジュール1332a〜f内の電源及び/または電力調整器以外)、セグメントプロテクタなしに、プロトコル固有I/Oカードなしに、及び著しいセグメント設計作業なしに、組み込むことができる。   In addition, individually coupling field devices 1312a-c and field devices 1314a-c to separate termination modules 1332a-f provides single-loop integrity and is suitable for proper termination in a normal fieldbus architecture. Make your concerns less important. Further, the direct point-to-point connection between each field device 1312a-c and field device 1314a-c and the corresponding termination module 1332a-f is a complex associated with developing and implementing a regular fieldbus segment. And the design work is significantly reduced because the signals from each field device are received separately and handled or organized electronically at the back end. Thus, the costs of acquiring, configuring and maintaining many components of a typical fieldbus architecture, and the time and expense of designing such an architecture and ensuring their proper operation are disclosed herein. Through the implementation of teaching to be significantly reduced. In other words, in some embodiments, a fieldbus compliant device is included in the process control system, without any of the DP / PA couplers and / or power supplies in the segment (eg, in marshalling cabinet 122 and / or termination). (Other than the power supplies and / or power regulators in modules 1332a-f), without segment protectors, without protocol specific I / O cards, and without significant segment design work.

加えて、いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、別の高度診断モジュール1325a〜bなしに、高度診断を(たとえば、図6のフィールドバス診断アナライザ624を介して)提供することができる。さらに、いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fによって実行される診断は、知られている高度診断モジュールよりもより信頼性が高く、及び/または強固であることができ、それは、各ターミネーションモジュール1332a〜fが、通常のフィールドバスセグメント上の複数のデバイスではなく、1つのフィールドデバイスを、ポイントツーポイント接続を介して監視することを必要とするのみであるからである。   In addition, in some embodiments, termination modules 1332a-f may provide advanced diagnostics (eg, via fieldbus diagnostic analyzer 624 of FIG. 6) without a separate advanced diagnostic module 1325a-b. it can. Further, in some embodiments, the diagnostics performed by termination modules 1332a-f can be more reliable and / or more robust than known advanced diagnostic modules, which can be used for each termination. This is because modules 1332a-f only need to monitor one field device over a point-to-point connection, rather than multiple devices on a regular fieldbus segment.

Profibus PA及びFF−H1は両方とも、同じ物理層を有するフィールドバスプロトコルである。したがって、いくつかの実施例では、Profibus PAプロセスエリア1302内のフィールドデバイス1312a〜cに関連するターミネーションモジュール1332a〜cは、FF−H1プロセスエリア1304内のフィールドデバイス1314a〜cに関連するターミネーションモジュール1332d〜fと同一である。言い換えれば、いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜cに接続されたスプール1326a〜cは、ターミネーションモジュール1332d〜fに接続され得る一方、スプール1328a〜cは、ターミネーションモジュール1332d〜fの代わりにターミネーションモジュール1332a〜cに接続される。いくつかのそのような実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、ターミネーションモジュール1332a〜fが接続される、特定のフィールドデバイス1312a〜cとフィールドデバイス1314a〜cとに関連する、特定のプロトコル(たとえば、Profibus PAまたはFF−H1のいずれか)を自動的に検出するオートセンス機能を含む。結果として、プロセス制御システムエンジニアは、別々のフィールドバスセグメントを設計しなければならないという懸念、またはそのようなフィールドバスセグメントを実装するのに必要な対応する構成要素を取得しなければならないという懸念なしに、関連通信プロトコルに関わらず、所望のフィールドバスデバイスを自由に使用できる(異なるプロトコルに準拠するデバイスを混ぜることさえもできる)。   Profibus PA and FF-H1 are both fieldbus protocols with the same physical layer. Accordingly, in some embodiments, termination modules 1332a-c associated with field devices 1312a-c in Profibus PA process area 1302 are terminated with termination modules 1332d associated with field devices 1314a-c in FF-H1 process area 1304. Same as ~ f. In other words, in some embodiments, spools 1326a-c connected to termination modules 1332a-c can be connected to termination modules 1332d-f, while spools 1328a-c are substituted for termination modules 1332d-f. Connected to termination modules 1332a-c. In some such embodiments, termination modules 1332a-f may be associated with a particular protocol (e.g., a particular field device 1312a-c and field device 1314a-c to which termination module 1332a-f is connected). , Profibus PA or FF-H1) is automatically detected. As a result, there is no concern that the process control system engineer must design separate fieldbus segments or obtain the corresponding components necessary to implement such fieldbus segments. In addition, the desired fieldbus device can be freely used regardless of the associated communication protocol (even devices that conform to different protocols can be mixed).

いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、フィールドデバイス1312a〜cとフィールドデバイス1314a〜cとを有害な環境で実装するために、本質的に安全である(たとえば、Fieldbus Intrinsically Safe Concept(FISCO)に準拠する)ように作られている。そのような実施例では、マーシャリングキャビネット1308のソケットレール1310もまた、本質的に安全である。いくつかの実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、エネルギー制限の認証をされて、及び/またはFieldbus Non−Incendive Concept(FNICO)を満たすのに十分な安全評価を有して作られている。いくつかのそのような実施例では、ターミネーションモジュール1332a〜fは、本質的に安全でないソケットレールを有するマーシャリングキャビネットに差し込まれた時でさえも、FNICO要件に準拠することができる。   In some embodiments, termination modules 1332a-f are intrinsically safe for implementing field devices 1312a-c and field devices 1314a-c in harmful environments (eg, Fieldbus Intrinsically Safe Concept ( It is made to comply with FISCO). In such an embodiment, the socket rail 1310 of the marshalling cabinet 1308 is also inherently safe. In some embodiments, the termination modules 1332a-f are made with a safety rating that is certified to be energy limited and / or has sufficient safety ratings to meet the Fieldbus Non-Inclusive Concept (FNICO). In some such embodiments, termination modules 1332a-f can comply with FNICO requirements even when plugged into a marshalling cabinet with inherently insecure socket rails.

加えて、または代替的には、いくつかの実施例では、本明細書で説明するターミネーションモジュールは、フィールドデバイスと、通信プロトコル他のバスプロトコル(たとえば、Profibus PAまたはFF−H1以外)に基づいて通信するように作られている。たとえば、いくつかの実施例では、ターミネーションモジュールは、無線HARTゲートウェイに配線されて、1つまたは複数の無線HARTデバイスと、HART−IPアプリケーションプロトコルを使用してインターフェース接続することができる。加えて、または代替的には、いくつかの実施例では、無線デバイスは、ISA(国際計測制御学会)100.11aまたはWIA−PA(Wireless Networks for Industrial Automation−Process Automation)などの他の無線技術規格を使用して、インターフェース接続され得る。いくつかの実施例では、本明細書で説明するターミネーションモジュールは、デバイスに、たとえば、6TiSCH規格(IP version 6 over Time Slotted Channel Hopping(TSCH))を使用するなど、インターネットプロトコル(IP)に基づいたプロトコルを使用して、インターフェース接続するように作られ得る。いくつかの実施例では、ターミネーションモジュールは、デバイスに、Message Queue Telemetry Transport(MQTT)プロトコルを使用してインターフェース接続する。さらに、いくつかの実施例では、安全フィールドデバイスを、安全環境と、たとえば、PROFIsafe(Profibus安全装置)などの関連安全コントローラとの間のトンネルプロトコルを使用して、統合することができる。   In addition or alternatively, in some embodiments, the termination module described herein is based on field devices and communication protocols other bus protocols (eg, other than Profibus PA or FF-H1). It is made to communicate. For example, in some embodiments, the termination module can be wired to a wireless HART gateway to interface with one or more wireless HART devices using the HART-IP application protocol. In addition or alternatively, in some embodiments, the wireless device may use other wireless technologies such as ISA (International Measurement and Control Society) 100.11a or WIA-PA (Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation). It can be interfaced using standards. In some embodiments, the termination module described herein is based on Internet Protocol (IP), such as using the 6TiSCH standard (IP version 6 over Time Slotted Channel Hopping (TSCH)) for devices. It can be made to interface using a protocol. In some embodiments, the termination module interfaces to the device using the Message Queue Telemetry Transport (MQTT) protocol. Further, in some embodiments, the safety field device may be integrated using a tunnel protocol between the safety environment and an associated safety controller such as, for example, PROFIsafe (Profibus safety device).

図14A及び図14Bは、対応するターミネーションモジュール1404a〜bに通信的に連結された2つのFF−H1準拠フィールドデバイス1402a〜bのピアツーピア通信の、代替的な例示的な実装形態を示している。例示的なターミネーションモジュール1404a〜bは、上記で説明したターミネーションモジュール1332a〜fに実質的に類似または同じであることができる。フィールド内のデバイス間のピアツーピア通信は、Profibus PAフィールドバスプロトコルを使用するものには提供されていないが、そのような通信は、FF−H1プロトコルを使用している時に可能であり、それによって、コントローラ(たとえば、図13Aのコントローラ1306)から独立したフィールド内の制御を可能にする。図14Aの例示の実施例では、ターミネーションモジュール1404a〜bは、ベース1406a〜bが4つの対応する端子1408a〜bを有して示されている以外はベース402(図4)に実質的に類似または同じである、対応するターミナルブロックベース1406a〜bに連結されている。例示の実施例では、フィールドデバイス1402a〜bに対応する各スプール1410a〜bのためのワイヤのペアは、端子1408a〜bから成る第1のペアに接続され、一方、各ベース1406a〜bからの端子1408a〜bから成る第2のペアのうちの対応する1つは、互いに連結されている。このようにして、フィールドデバイス1402a〜bの両方は、ターミネーションモジュール1404a〜bの各々に通信的に連結され、また、互いに通信的に連結されている。   14A and 14B illustrate an alternative exemplary implementation of peer-to-peer communication of two FF-H1-compliant field devices 1402a-b communicatively coupled to corresponding termination modules 1404a-b. The exemplary termination modules 1404a-b can be substantially similar or the same as the termination modules 1332a-f described above. Peer-to-peer communication between devices in the field is not provided for those using the Profibus PA fieldbus protocol, but such communication is possible when using the FF-H1 protocol, thereby Allows control within the field independent of the controller (eg, controller 1306 in FIG. 13A). In the exemplary embodiment of FIG. 14A, termination modules 1404a-b are substantially similar to base 402 (FIG. 4) except that bases 1406a-b are shown having four corresponding terminals 1408a-b. Or are connected to corresponding terminal block bases 1406a-b which are the same. In the illustrated embodiment, a pair of wires for each spool 1410a-b corresponding to a field device 1402a-b is connected to a first pair of terminals 1408a-b, while from each base 1406a-b. Corresponding ones of the second pair of terminals 1408a-b are connected to each other. In this way, both field devices 1402a-b are communicatively coupled to each of termination modules 1404a-b and are communicatively coupled to each other.

別々のフィールドデバイス1402a〜bをターミネーションモジュール1404a〜bの各々に直接に連結することは、図14Aの例示の実施例に示す通り、可能であり、それは、ターミネーションモジュール1404a〜bが、個別の電力調整機能を(たとえば、フィールドデバイスコントローラ610を介して)各フィールドデバイス1402a〜bに提供するからである。つまり、各ターミネーションモジュール1404a〜bによって提供される電力調整は、フィールドデバイスのうちの1つ(たとえば、フィールドデバイス1402a)からの信号が、他のフィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス1402b)との通信を邪魔することを防ぐ役割を果たす。しかしながら、上記で説明した通り、いくつかの実施例では、電力調整は、別の電力調整器218によって、同じソケットレール上のフィールドデバイスの全てに(たとえば、注入電力を介して)集合的に提供される。いくつかのそのような実施例では、図14Bに例示する通り、フィールドデバイス1402a〜bは、ターミネーションモジュール1404a〜bにセグメントプロテクタ1412を介して通信的に連結されている。つまり、各フィールドデバイス1402a〜bは、まだ、対応するターミネーションモジュール1404a〜bに関連付けられているが、フィールドデバイス1402a〜bの間のピアツーピア通信は、セグメントプロテクタ1412を通して達成される。さらに、セグメントプロテクタ1412は、各フィールドデバイス1402a〜bに対応するターミネーションモジュール1404a〜bを通して提供される電力が、フィールドデバイス1402a〜bのうちのいずれかの通信に影響を与えることを防ぐ。図14Aと図14Bとの例示の実施例では、(たとえば、遮蔽及び/または接地のための)追加の配線は、明確さのために省略されている。   It is possible to couple separate field devices 1402a-b directly to each of the termination modules 1404a-b, as shown in the exemplary embodiment of FIG. 14A, where the termination modules 1404a-b This is because the adjustment function is provided to each field device 1402a-b (for example, via the field device controller 610). That is, the power adjustment provided by each termination module 1404a-b is such that a signal from one of the field devices (eg, field device 1402a) communicates with another field device (eg, field device 1402b). Plays a role in preventing distractions. However, as described above, in some embodiments, power regulation is provided collectively to all of the field devices on the same socket rail (eg, via injected power) by another power regulator 218. Is done. In some such embodiments, field devices 1402a-b are communicatively coupled to termination modules 1404a-b via segment protectors 1412, as illustrated in FIG. 14B. That is, each field device 1402a-b is still associated with a corresponding termination module 1404a-b, but peer-to-peer communication between the field devices 1402a-b is achieved through the segment protector 1412. Further, the segment protector 1412 prevents the power provided through the termination modules 1404a-b corresponding to each field device 1402a-b from affecting the communication of any of the field devices 1402a-b. In the exemplary embodiment of FIGS. 14A and 14B, additional wiring (eg, for shielding and / or grounding) has been omitted for clarity.

図15の例示的な方法を、図13Bの例示的なターミネーションモジュール1332aに関連して説明する。しかしながら、図15の例示的な方法を使用して、他のターミネーションモジュールを実装することができる。図15のフローチャートを使用して、例示的なターミネーションモジュール1332aが、ターミネーションモジュール1332aに接続された対応するフィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス1312a)に関連する通信プロトコルを、どのように自動的に検出するかを説明する。最初に、ターミネーションモジュール1332aは、(たとえば、図8の接続検出器806を介して)フィールドデバイス(たとえば、フィールドデバイス1312a)がターミネーションモジュール1332aに接続されているかどうかを判断する(ブロック1502)。ターミネーションモジュール1332aが、フィールドデバイス1312a(または他のフィールドデバイス)がターミネーションモジュール1332aに接続されていないと判断した場合(ブロック1502)、制御は、ターミネーションモジュール1332aが、フィールドデバイス1312a(または他のフィールドデバイス)がターミネーションモジュール1332aに接続されていると判断するまで、ブロック1502に留まる。   The exemplary method of FIG. 15 will be described with respect to the exemplary termination module 1332a of FIG. 13B. However, other termination modules can be implemented using the exemplary method of FIG. Using the flowchart of FIG. 15, how the exemplary termination module 1332a automatically detects a communication protocol associated with a corresponding field device (eg, field device 1312a) connected to the termination module 1332a. Explain how. Initially, termination module 1332a determines whether a field device (eg, field device 1312a) is connected to termination module 1332a (eg, via connection detector 806 of FIG. 8) (block 1502). If the termination module 1332a determines that the field device 1312a (or other field device) is not connected to the termination module 1332a (block 1502), control is provided by the termination module 1332a to the field device 1312a (or other field device). ) Stays at block 1502 until it is determined that it is connected to the termination module 1332a.

ターミネーションモジュール1332aが、フィールドデバイス1312aがターミネーションモジュール1332aに接続されていると判断した場合(ブロック1502)、ターミネーションモジュール1332aは、(たとえば、図6のフィールドデバイス通信プロセッサ620を介して)第1の通信プロトコル(たとえば、Profibus PA)に従って形式を整えられた要求を送信する(ブロック1504)。いくつかの実施例では、要求は、図12のブロック1204に関連して上記で説明した通り、フィールドデバイスにそのフィールドデバイス識別情報を送信するように要求するクエリに対応することができる。ターミネーションモジュール1332aは、次いで、要求への応答が受信されたかどうかを判断する(ブロック1506)。ブロック1504に関連して上記で説明した通り、要求は、特定のプロトコルに対応して形式を整えられている。結果として、フィールドデバイス1312aが要求を認識し、したがって、要求に応答することができる唯一の方法は、フィールドデバイス1312aが同じプロトコルに関連付けられている場合である。したがって、ターミネーションモジュール1332aが、応答が受信されたと判断した場合(ブロック1506)、ターミネーションモジュール1332aは、応答された要求の通信プロトコルを、フィールドデバイス1312aに対応するプロトコルとして指定する(ブロック1506)。たとえば、第1の要求がProfibus PAプロトコルに従って形式を整えられており、要求への応答が受信された場合、フィールドデバイス1312aに対応する通信プロトコルが、Profibus PAとして指定される。   If the termination module 1332a determines that the field device 1312a is connected to the termination module 1332a (block 1502), the termination module 1332a receives the first communication (eg, via the field device communication processor 620 of FIG. 6). A request formatted according to a protocol (eg, Profibus PA) is sent (block 1504). In some embodiments, the request may correspond to a query requesting the field device to send its field device identification information, as described above in connection with block 1204 of FIG. Termination module 1332a then determines whether a response to the request has been received (block 1506). As described above with respect to block 1504, the request is formatted for a particular protocol. As a result, the only way the field device 1312a can recognize the request and respond to the request is when the field device 1312a is associated with the same protocol. Accordingly, if the termination module 1332a determines that a response has been received (block 1506), the termination module 1332a designates the communication protocol of the responded request as the protocol corresponding to the field device 1312a (block 1506). For example, if the first request is formatted according to the Profibus PA protocol and a response to the request is received, the communication protocol corresponding to the field device 1312a is designated as Profibus PA.

ターミネーションモジュール1332aが、ブロック1506において、要求への応答が受信されていないと判断した場合、ターミネーションモジュール1332aは、(たとえば、フィールドデバイス通信プロセッサ620を介して)別の通信プロトコル(たとえば、FF−H1)に従って形式を整えられた別の要求を送信する(ブロック1508)。ターミネーションモジュール1332aは、次いで、要求への応答が受信されたかどうかを判断する(ブロック1510)。ターミネーションモジュール1332aが、要求への応答が受信されたと判断した場合(ブロック1510)、ターミネーションモジュール1332aは、応答された要求の通信プロトコルを、フィールドデバイス1312aに対応するプロトコルとして指定する(ブロック1516)。ターミネーションモジュール1332aが、要求への応答が受信されていないと判断した場合(ブロック1510)、ターミネーションモジュール1332aは、追加の試すべき通信プロトコル(たとえば、Profibus PA及びFF−H1以外(たとえば、HART))があるかどうかを判断する。追加の通信プロトコルがある場合、制御は、ブロック1508に戻り、他の通信プロトコルに従って形式を整えられた他の要求を送信する。ターミネーションモジュール1332aが、追加の試すべき通信プロトコルがないと判断した場合、ターミネーションモジュール1332aは、エラーメッセージを生成する(ブロック1514)。たとえば、エラーメッセージは、フィールドデバイス1312aが応答していない、及び/またはフィールドデバイス1312aに対応する通信プロトコルを識別することができない、と示すことができる。 If the termination module 1332a determines at block 1506 that a response to the request has not been received, the termination module 1332a may select another communication protocol (eg, via the field device communication processor 620) (eg, FF-H1). ) To send another request formatted according to (block 1508). Termination module 1332a then determines whether a response to the request has been received (block 1510). If the termination module 1332a determines that a response to the request has been received (block 1510), the termination module 1332a specifies the communication protocol of the responded request as the protocol corresponding to the field device 1312a (block 1516). If the termination module 1332a determines that a response to the request has not been received (block 1510), the termination module 1332a may communicate with additional communication protocols to be tried (eg, other than Profibus PA and FF-H1 (eg, HART)). Determine if there is. If there are additional communication protocols, control returns to block 1508 to send other requests formatted according to other communication protocols. If the termination module 1332a determines that there are no additional communication protocols to try, the termination module 1332a generates an error message (block 1514). For example, the error message may indicate that the field device 1312a is not responding and / or that the communication protocol corresponding to the field device 1312a cannot be identified.

ターミネーションモジュール1332aが、エラーメッセージを生成した後(ブロック1514)、または応答された要求の通信プロトコルをフィールドデバイス1312aに対応するプロトコルとして指定した後(ブロック1516)、図15のプロセスは終了し、及び/または制御は、たとえば、呼び出しプロセスまたは呼び出し機能に戻る。   After termination module 1332a generates an error message (block 1514) or specifies the communication protocol of the responded request as the protocol corresponding to field device 1312a (block 1516), the process of FIG. 15 ends, and Control returns to the calling process or calling function, for example.

図16は、本明細書で説明する装置と方法とを実装するために使用され得る、例示的なプロセッサシステム1610のブロック図である。たとえば、例示的なプロセッサシステム1610に類似または同じであるプロセッサシステムを使用して、図1Aの、ワークステーション102、コントローラ104、I/Oカード132a、及び/またはターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cを実装することができる。例示的なプロセッサシステム1610を以下に、複数の周辺機器、インターフェース、チップ、メモリ、などを含むものとして説明するが、それらの要素のうちの1つまたは複数を、ワークステーション102、コントローラ104、I/Oカード132a、及び/またはターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜cのうちの1つまたは複数を実装するために使用される他の例示的なプロセッサシステムから省略することができる。   FIG. 16 is a block diagram of an example processor system 1610 that may be used to implement the apparatus and methods described herein. For example, using a processor system that is similar or identical to the exemplary processor system 1610, the workstation 102, controller 104, I / O card 132a, and / or termination modules 124a-c and termination module 126a of FIG. ~ C can be implemented. An exemplary processor system 1610 is described below as including a plurality of peripherals, interfaces, chips, memories, etc., but one or more of those elements may be connected to the workstation 102, controller 104, I / O card 132a and / or other exemplary processor systems used to implement one or more of termination modules 124a-c and termination modules 126a-c.

図16に示す通り、プロセッサシステム1610は、相互接続バス1614に連結されたプロセッサ1612を含む。プロセッサ1612は、レジスタセットまたはレジスタ空間1616を含み、それは、図16では、完全にオンチップであるとして図示されているが、代替的に、完全にまたは部分的にオフチップにされ、プロセッサ1612に、専用電気接続を介して及び/または相互接続バス1614を介して、直接連結され得る。プロセッサ1612は、適切なプロセッサ、プロセシングユニット、またはマイクロプロセッサであることができる。図16には図示されていないが、システム1610は、マルチプロセッサシステムであることができ、したがって、プロセッサ1612と同じまたは類似であり、相互接続バス1614に通信的に連結された、1つまたは複数の追加のプロセッサを含むことができる。   As shown in FIG. 16, the processor system 1610 includes a processor 1612 coupled to an interconnection bus 1614. The processor 1612 includes a register set or register space 1616, which is illustrated in FIG. 16 as being completely on-chip, but alternatively may be completely or partially off-chip to the processor 1612. May be coupled directly via dedicated electrical connections and / or via interconnect bus 1614. The processor 1612 can be any suitable processor, processing unit, or microprocessor. Although not shown in FIG. 16, system 1610 can be a multiprocessor system and thus is the same or similar to processor 1612 and includes one or more communicatively coupled to interconnect bus 1614. Additional processors may be included.

図16のプロセッサ1612は、メモリコントローラ1620と周辺機器入力/出力(I/O)コントローラ1622とを含む、チップセット1618に連結されている。よく知られている通り、チップセットは、通常、I/O管理機能とメモリ管理機能と、チップセット1618に連結された1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能または使用される、複数の汎用及び/または特殊用途レジスタ、タイマー、などとを提供する。メモリコントローラ1620は、プロセッサ1612(または複数のプロセッサがある場合は、複数のプロセッサ)が、システムメモリ1624とマスストレージメモリ1625とにアクセスすることを可能にする機能を実行する。   The processor 1612 of FIG. 16 is coupled to a chipset 1618 that includes a memory controller 1620 and a peripheral input / output (I / O) controller 1622. As is well known, a chipset typically includes multiple general purpose and / or memory functions that are accessible or used by I / O management functions, memory management functions, and one or more processors coupled to chipset 1618. Or provide special purpose registers, timers, etc. Memory controller 1620 performs functions that allow processor 1612 (or multiple processors if there are multiple processors) to access system memory 1624 and mass storage memory 1625.

システムメモリ1624は、たとえば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、フラッシュメモリ、リードオンリメモリ(ROM)、などの、所望の種類の揮発性メモリ及び/または非揮発性メモリを含むことができる。マスストレージメモリ1625は、所望の種類のマスストレージデバイスを含むことができる。たとえば、例示的なプロセッサシステム1610を使用して、ワークステーション102(図1A)を実装した場合、マスストレージメモリ1625は、ハードディスクドライブ、光ドライブ、テープストレージデバイス、などを含むことができる。代替的に、例示的なプロセッサシステム1610を使用して、コントローラ104、I/Oカード132a〜bとI/Oカード134a〜bとのうちの1つ、またはターミネーションモジュール124a〜cとターミネーションモジュール126a〜cとのうちの1つを実装する場合、マスストレージメモリ1625は、半導体メモリ(たとえば、フラッシュメモリ、RAMメモリ、など)、磁気メモリ(たとえば、 ハードドライブ)、またはマスストレージに適切な他のメモリを、コントローラ104、I/Oカード132a〜b及びI/Oカード134a〜b、またはターミネーションモジュール124a〜c及びターミネーションモジュール126a〜c内に含むことができる。   The system memory 1624 may be any desired type of volatile and / or nonvolatile memory such as, for example, static random access memory (SRAM), dynamic random access memory (DRAM), flash memory, read only memory (ROM), and the like. Can be included. The mass storage memory 1625 can include a desired type of mass storage device. For example, if the workstation 102 (FIG. 1A) is implemented using the exemplary processor system 1610, the mass storage memory 1625 may include a hard disk drive, an optical drive, a tape storage device, and so on. Alternatively, the exemplary processor system 1610 is used to control the controller 104, one of the I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b, or the termination modules 124a-c and termination module 126a. When implementing one of ˜c, the mass storage memory 1625 may be a semiconductor memory (eg, flash memory, RAM memory, etc.), a magnetic memory (eg, hard drive), or other suitable for mass storage Memory may be included in the controller 104, I / O cards 132a-b and I / O cards 134a-b, or termination modules 124a-c and termination modules 126a-c.

周辺機器I/Oコントローラ1622は、プロセッサ1612が、周辺機器入力/出力(I/O)デバイス1626と周辺機器入力/出力(I/O)デバイス1628とネットワークインターフェース1630と、周辺機器I/Oバス1632を介して通信することを可能にする機能を実行する。I/Oデバイス1626及びI/Oデバイス1628は、たとえば、キーボード、ディスプレイ(たとえば、液晶ディスプレイ(LCD)、ブラウン管(CRT)ディスプレイ、など)、ナビゲーションデバイス(たとえば、マウス、トラックボール、容量性タッチパッド、ジョイスティック、など)、などの、所望の種類のI/Oデバイスであることができる。ネットワークインターフェース1630は、たとえば、プロセッサシステム1610が他のプロセッサシステムと通信することを可能にする、イーサネットデバイス、非同期転送モード(ATM)デバイス、802.11デバイス、DSLモデム、ケーブルモデム、セルラーモデム、などであることができる。   Peripheral device I / O controller 1622 includes processor 1612, peripheral device input / output (I / O) device 1626, peripheral device input / output (I / O) device 1628, network interface 1630, and peripheral device I / O bus. Perform functions that allow communication via 1632. I / O device 1626 and I / O device 1628 include, for example, a keyboard, a display (eg, a liquid crystal display (LCD), a cathode ray tube (CRT) display, etc.), a navigation device (eg, a mouse, trackball, capacitive touch pad). , Joystick, etc.), etc., can be any desired type of I / O device. The network interface 1630 may be, for example, an Ethernet device, an asynchronous transfer mode (ATM) device, an 802.11 device, a DSL modem, a cable modem, a cellular modem, etc. that allows the processor system 1610 to communicate with other processor systems. Can be.

メモリコントローラ1620とI/Oコントローラ1622とを、チップセット1618内の独立した機能ブロックとして図16に示したが、これらのブロックによって実行される機能を、1つの半導体回路内に組み込むことができ、または2つ以上の別々の集積回路を使用して実装することができる。   Although the memory controller 1620 and the I / O controller 1622 are shown in FIG. 16 as independent functional blocks within the chipset 1618, the functions performed by these blocks can be incorporated into a single semiconductor circuit, Or it can be implemented using two or more separate integrated circuits.

特定の方法と装置と製造品とを本明細書で説明したが、本特許が含む範囲は、それらに限定されない。それとは反対に、本特許は、文字通りまたは均等論のもとでのいずれかで、添付の特許請求の範囲内に適正に含まれる、全ての方法と装置と製造品とを含む。

Although specific methods, apparatus, and articles of manufacture have been described herein, the scope of coverage of this patent is not limited thereto. On the contrary, this patent includes all methods, devices, and articles of manufacture properly within the scope of the appended claims, either literally or under an equivalent theory.

Claims (28)

プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたは前記プロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される、第1の物理インターフェースと、
前記プロセス制御システムのコントローラにバスを介して通信的に連結される、第2の物理インターフェースと、
を備えるベースと、
前記ベースに取り外し可能に取り付けられたモジュールであって、前記第1の物理インターフェースが前記第1のフィールドデバイスに通信的に連結された時に、前記第1のフィールドデバイスと第1の通信プロトコルを使用して通信し、前記第1の物理インターフェースが前記第2のフィールドデバイスに通信的に連結された時に、前記第2のフィールドデバイスと第2の通信プロトコルを使用して通信し、前記コントローラと、第3の通信プロトコルを使用する前記バスを介して通信し、前記第3の通信プロトコルが、前記第1と前記第2との通信プロトコルとは異なる、モジュールと、
を備える、装置。
A first physical interface communicatively coupled to one of a first field device of the process control system or a second field device of the process control system;
A second physical interface communicatively coupled to the controller of the process control system via a bus;
A base comprising:
A module removably attached to the base, wherein the first physical device uses a first communication protocol when the first physical interface is communicatively coupled to the first field device. Communicating with the second field device using a second communication protocol when the first physical interface is communicatively coupled to the second field device; and A module that communicates via the bus using a third communication protocol, wherein the third communication protocol is different from the first and second communication protocols;
An apparatus comprising:
前記第1の通信プロトコルまたは前記第2の通信プロトコルのうちの少なくとも1つが、フィールドバスプロトコルである、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein at least one of the first communication protocol or the second communication protocol is a fieldbus protocol. 前記第1の通信プロトコルがFOUNDATIONフィールドバスH1である、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the first communication protocol is a FOUNDATION fieldbus H1. 前記第2の通信プロトコルがProfibus PAである、請求項3に記載の装置。   The apparatus according to claim 3, wherein the second communication protocol is Profibus PA. 前記第1のフィールドデバイスが、FOUNDATIONフィールドバスH1準拠であり、前記第1の物理インターフェースに、ポイントツーポイントアーキテクチャで、セグメントプロテクタなしに通信的に連結されている、請求項3に記載の装置。   4. The apparatus of claim 3, wherein the first field device is FOUNDATION fieldbus H1 compliant and is communicatively coupled to the first physical interface in a point-to-point architecture without a segment protector. 前記第1の通信プロトコルまたは前記第2の通信プロトコルのうちの少なくとも1つが、無線HARTである、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein at least one of the first communication protocol or the second communication protocol is a wireless HART. 前記第1の通信プロトコルまたは前記第2の通信プロトコルのうちの少なくとも1つが、インターネットプロトコルに基づいている、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein at least one of the first communication protocol or the second communication protocol is based on an Internet protocol. 前記第1の通信プロトコルまたは前記第2の通信プロトコルのうちの少なくとも1つが、Message Queue Telemetry Transportである、請求項1に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first communication protocol or the second communication protocol is a Message Queue Telemetry Transport. 前記第1の通信プロトコルまたは前記第2の通信プロトコルのうちの少なくとも1つが、トンネルプロトコルを実装し、対応する前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの少なくとも1つが、安全デバイスである、請求項1に記載の装置。   At least one of the first communication protocol or the second communication protocol implements a tunnel protocol and the corresponding at least one of the first field device or the second field device is a safety device The device of claim 1, wherein 前記モジュールが、前記第1の通信プロトコルに従って形式を整えられた第1の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信し、前記第2の通信プロトコルに従って形式を整えられた第2の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信し、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに関連する前記通信プロトコルが、前記第1と第2との要求のうちの1つへの応答に基づいて自動的に検出される、請求項1に記載の装置。   The module sends a first request formatted according to the first communication protocol to the one of the first field device or the second field device, and the second communication A second request formatted according to a protocol is sent to the one of the first field device or the second field device and the first field device or the second field device The apparatus of claim 1, wherein the communication protocol associated with the one of them is automatically detected based on a response to one of the first and second requests. 前記第1の物理インターフェースと、前記第1のフィールドデバイスまたは第2のフィールドデバイスのうちの前記1つとの間の物理層と通信との分析に対応する診断情報を生成する、診断分析器をさらに備える、請求項1に記載の装置。   A diagnostic analyzer for generating diagnostic information corresponding to an analysis of a physical layer and communication between the first physical interface and the one of the first field device or the second field device; The apparatus of claim 1, comprising: 前記診断情報が、供給電圧、負荷電量、信号レベル、ラインノイズ、またはジッターのうちの少なくとも1つの測定結果を備える、請求項11に記載の装置。   The apparatus of claim 11, wherein the diagnostic information comprises a measurement result of at least one of supply voltage, negative charge, signal level, line noise, or jitter. 前記第3の通信プロトコルが、前記バス上の情報を、前記バスと通信し、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの他方と通信している、第2のモジュールから伝える、請求項1に記載の装置。   The third communication protocol conveys information on the bus from a second module in communication with the bus and with the other of the first field device or the second field device. The apparatus of claim 1. 前記ベースの前記第1の物理インターフェースが、前記第2のモジュールに取り外し可能に取り付けられた第2のベースの第3の物理インターフェースに通信的に連結されて、前記第1と第2とのフィールドデバイスの間のピアツーピア通信を可能にする、請求項13に記載の装置。   The first physical interface of the base is communicatively coupled to a third physical interface of a second base removably attached to the second module, the first and second fields. The apparatus of claim 13, enabling peer-to-peer communication between devices. 前記第1のフィールドデバイスまたは第2のフィールドデバイスのうちの前記1つが、前記モジュールを介して電力を供給され、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの他方が、前記第2のモジュールを介して電力を供給され、前記第1のフィールドデバイスが前記第2のフィールドデバイスにセグメントプロテクタを介して通信的に連結されている、請求項13に記載の装置。   The one of the first field device or the second field device is powered through the module, and the other of the first field device or the second field device is the first field device. 14. The apparatus of claim 13, powered by two modules, and wherein the first field device is communicatively coupled to the second field device via a segment protector. 第1の情報を、プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたはプロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される第1の物理インターフェースを有するベースにおいて受信することと、
前記ベースに取り外し可能に取り付けられたモジュールにおいて、通信するための前記第1の情報を、第1の通信プロトコルを使用して符号化することであって、前記第1の情報が、前記第1の物理インターフェースが前記第1のフィールドデバイスに連結された時に、前記モジュールに前記第1のフィールドデバイスから第2の通信プロトコルを使用して伝えられ、前記第1の情報が、前記第1の物理インターフェースが前記第2のフィールドデバイスに連結された時に、前記モジュールに前記第2のフィールドデバイスから第3の通信プロトコルを使用して伝えられ、前記第1の通信プロトコルが、前記第1と第2との通信プロトコルとは異なる、符号化することと、
前記符号化された第1の情報を、前記モジュールから、前記ベースの第2の物理インターフェースを介してコントローラに、前記第1の通信プロトコルを使用するバスを介して伝えることと、
を備える、方法。
Receiving first information at a base having a first physical interface communicatively coupled to one of the first field device of the process control system or the second field device of the process control system; ,
In a module removably attached to the base, encoding the first information for communication using a first communication protocol, wherein the first information is the first information. When the physical interface of the first field device is coupled to the first field device, the module is conveyed from the first field device using a second communication protocol, and the first information is transmitted to the first physical device. When an interface is coupled to the second field device, the module is communicated from the second field device using a third communication protocol, the first communication protocol being the first and second Different from the communication protocol with the encoding,
Conveying the encoded first information from the module to a controller via the second physical interface of the base via a bus using the first communication protocol;
A method comprising:
前記第2の通信プロトコルがProfibus PAであり、前記第3の通信プロトコルがFOUNDATIONフィールドバスH1である、請求項16に記載の方法。   The method according to claim 16, wherein the second communication protocol is Profibus PA and the third communication protocol is a FOUNDATION fieldbus H1. 前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つが前記第1の物理インターフェースに通信的に連結された時に、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに関連する、前記第2の通信プロトコルまたは前記第3の通信プロトコルを自動的に検出することをさらに備える、請求項17に記載の方法。   Of the first field device or the second field device when the one of the first field device or the second field device is communicatively coupled to the first physical interface; The method of claim 17, further comprising automatically detecting the second communication protocol or the third communication protocol associated with the one. 前記第2の通信プロトコルまたは前記第3の通信プロトコルを、
第1の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信することであって、前記第1の要求が前記第2の通信プロトコルに従って形式を整えられている、第1の要求を送信することと、
第2の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信することであって、前記第2の要求が、前記第3の通信プロトコルに従って形式を整えられている、第2の要求を送信することと、
前記第1の要求への応答が受信された場合、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つが、前記第2の通信プロトコルに関連付けられていると判断することと、
前記第2の要求への応答が受信された場合、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つが、前記第3の通信プロトコルに関連付けられていると判断することと、
によって自動的に検出することをさらに備える、請求項18に記載の方法。
The second communication protocol or the third communication protocol;
Sending a first request to the one of the first field device or the second field device, wherein the first request is formatted according to the second communication protocol; Sending a first request; and
Sending a second request to the first field device or the one of the second field devices, wherein the second request is formatted according to the third communication protocol. Sending a second request, wherein:
If a response to the first request is received, determining that the one of the first field device or the second field device is associated with the second communication protocol; ,
If a response to the second request is received, determining that the first field device or the one of the second field devices is associated with the third communication protocol; ,
19. The method of claim 18, further comprising automatically detecting by.
前記第1の物理インターフェースと、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つとの間の物理層と通信とを監視して、診断情報を生成することをさらに備える、請求項16に記載の方法。   Further comprising monitoring a physical layer and communication between the first physical interface and the one of the first field device or the second field device to generate diagnostic information; The method of claim 16. 前記診断情報が、供給電圧、負荷電量、信号レベル、ラインノイズ、またはジッターのうちの少なくとも1つの測定結果を備える、請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the diagnostic information comprises a measurement result of at least one of supply voltage, negative charge, signal level, line noise, or jitter. プロセス制御システムの第1のフィールドデバイスまたはプロセス制御システムの第2のフィールドデバイスのうちの1つに通信的に連結される第1のインターフェースであって、前記第1のフィールドデバイスに連結された時に、第1のフィールドバス通信プロトコルを使用して通信し、前記第2のフィールドデバイスに連結された時に、第2のフィールドバス通信プロトコルを使用して通信する、第1のインターフェースと、
前記第1のインターフェースに通信的に連結された通信プロセッサであって、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つから受信した第1の情報を、前記第1と前記第2とのフィールドバス通信プロトコルとは異なる第3の通信プロトコルを使用するバスを介した通信のために符号化する、通信プロセッサと、
前記第1の情報を、前記第3の通信プロトコルを使用する前記バスを介して、前記プロセス制御システムのコントローラに伝えるために、前記通信プロセッサと前記バスとに通信的に連結された第2のインターフェースであって、前記バスが、前記第3の通信プロトコルを使用して、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの他方から受信した第2の情報を伝える、第2のインターフェースと、
を備える、装置。
A first interface communicatively coupled to one of the first field device of the process control system or the second field device of the process control system when coupled to the first field device; A first interface that communicates using a first fieldbus communication protocol and communicates using a second fieldbus communication protocol when coupled to the second field device;
A communication processor communicatively coupled to the first interface, wherein the first information received from the one of the first field device or the second field device is the first and second fields; A communication processor that encodes for communication over a bus that uses a third communication protocol that is different from the second fieldbus communication protocol;
A second communicatively coupled to the communication processor and the bus to communicate the first information to the controller of the process control system via the bus using the third communication protocol; A second interface, wherein the bus carries second information received from the other of the first field device or the second field device using the third communication protocol; Interface,
An apparatus comprising:
前記第1のフィールドバス通信プロトコルがProfibus PAである、請求項22に記載の装置。   23. The apparatus of claim 22, wherein the first fieldbus communication protocol is Profibus PA. 前記第2のフィールドバス通信プロトコルがFOUNDATIONフィールドバスH1である、請求項23に記載の装置。   24. The apparatus of claim 23, wherein the second fieldbus communication protocol is a FOUNDATION fieldbus H1. 前記第1のフィールドデバイスがProfibus PA準拠であり、前記第1のインターフェースに、ポイントツーポイントアーキテクチャで、DP/PAセグメントカプラーなしに通信的に連結されている、請求項23に記載の装置。   24. The apparatus of claim 23, wherein the first field device is Profibus PA compliant and is communicatively coupled to the first interface in a point-to-point architecture without a DP / PA segment coupler. 前記通信プロセッサが、前記第1のフィールドバス通信プロトコルに従って形式を整えられた第1の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信し、前記第2のフィールドバス通信プロトコルに従って形式を整えられた第2の要求を、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに送信し、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つに関連する前記通信プロトコルが、前記第1と前記第2との要求のうちの1つへの応答に基づいて自動的に検出される、請求項22に記載の装置。   The communication processor sends a first request formatted according to the first fieldbus communication protocol to the one of the first field device or the second field device; A second request formatted according to two fieldbus communication protocols is transmitted to the first field device or the one of the second field devices, and the first field device or the second field device 23. The method of claim 22, wherein the communication protocol associated with the one of two field devices is automatically detected based on a response to one of the first and second requests. The device described. 前記第1のインターフェースと、前記第1のフィールドデバイスまたは前記第2のフィールドデバイスのうちの前記1つとの間の物理層と通信との分析に対応する診断情報を生成する、診断分析器をさらに備える、請求項22に記載の装置。   A diagnostic analyzer for generating diagnostic information corresponding to an analysis of a physical layer and communication between the first interface and the one of the first field device or the second field device; 23. The apparatus of claim 22, comprising. 前記診断情報が、供給電圧、負荷電量、信号レベル、ラインノイズ、またはジッターのうちの少なくとも1つの測定結果を備える、請求項27に記載の装置。   28. The apparatus of claim 27, wherein the diagnostic information comprises a measurement result of at least one of supply voltage, negative charge, signal level, line noise, or jitter.
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